shirin71
07-11-2011, 12:26 AM
http://konjkav.com/images/image.php?w=200&h=200&url=/images/news/Multimedia_pics_1390_4_Science_3221310243943.jpeg
محققان موسسه فناوري ماساچوست(MIT) موفق به توليد نرم‌افزاري شده‌اند که پيش‌بيني شکل سه‌بعدي حاصل از يک DNA مشخص را آسان‌تر مي‌سازد.
سال‌ها پيش پاول روتموند مفهوم اريگامي DNA را به صورت دوبعدي ارائه كرد و پس از آن، ويليام شيح از دانشکده پزشکي دانشگاه هاروارد اين روش را به سه بعد گسترش داد.
مانع اصلي که در مسير اين طراحي‌هاي بسيار پيچيده وجود دارد، خودكار‌سازي فرايند طراحي است. حال گروهي از محققان موسسه فناوري ماساچوست(MIT) به رهبري مارک بيث، استاد زيست‌شناسي کاربردي اين دانشگاه نرم‌افزاري توليد کرده‌اند که پيش‌بيني شکل سه‌بعدي حاصل از يک DNA مشخص را آسان‌تر مي‌كند.
با وجودي که اين نرم‌افزار به طور کامل موجب خودكار‌سازي فرايند طراحي نمي‌شود، اما موجب آسان‌تر شدن ايجاد ساختارهاي سه‌بعدي پيچيده، کنترل انعطاف‌پذيري و در نتيجه پايداري پيچ‌خوردگي آن‌ها براي محققان مي‌شود.
بيث مي‌گويد: ما نرم‌افزاري ايجاد کرده‌ايم که مي‌توان شکل سه‌بعدي مورد نظر را به آن داده و توالي بهينه‌اي که اين شکل را ايجاد مي‌کند، از آن بگيريم. براي اين‌که بتوانيم از اين فناوري نانوآرايشي در زمينه‌هاي مختلفي بهره ببريم، بايد اين فرايند کاملاً خودكار شده و دخالت انساني در آن به کمترين مقدار ممکن برسد.
برنامه‌ريزي DNA
مولکول DNA زنجيره‌اي از چهار باز نوکلئوتيد مختلف به نام‌هاي A، T، g و C است و همين امر برنامه‌ريزي آن را آسان‌تر مي‌كند. بنابر قانون طبيعت A تنها با T و g تنها با C پيوند مي‌يابد.
بيث مي‌گويد: مي‌توانيم اين توالي‌هاي DNA را به نحوي طراحي کنيم که ساختار نهايي مورد نظر ما از طريق خودآرايي ايجاد شود. به‌علاوه، با ترکيب رشته‌هاي مختلف DNA به‌روش مشابه مي‌توان ساختارهاي بزرگ‌تري نيز ايجاد کرد.
راهبرد طراحي اُريگامي روتموند بر اين ايده استوار است که بتوان يک رشته بلند DNA را به‌نحوي طراحي کرد که به شکل دوبعدي، يعني روي يک صفحه، پيچ خورده و خودآرايي کند.
وي در اولين مقاله‌اي که در اين زمينه منتشر کرده است از يک ژنوم متشکل از حدود 8000 نوکلئوتيد براي ايجاد ستاره‌ها، مثلث‌ها و صورتک‌هاي خندان دوبعدي بهره برده است.
اين تک‌رشته DNA به‌عنوان چارچوبي براي باقي ساختار عمل مي‌کند. صدها رشته کوتاه هر يک به طول 20 تا 40 باز با اين چارچوب پيوند مي‌يابند تا آن را در حالت پيج خورده نهايي نگه دارند.
نرم‌افزار جديد بيث با برنامه‌اي به نام caDNAno که در آزمايشگاه شيح توليد شده، مرتبط است. برنامه caDNAno امکان ايجاد دستي يک اُريگامي DNA را از يک بستر دوبعدي فراهم مي‌کند.
برنامه جديد که CanDo ناميده مي‌شود، طرح دوبعدي حاصل از caDNAno را گرفته و شکل سه‌بعدي نهايي را پيش‌بيني مي‌کند.
به گفته روتموند، برنامه CanDo امکان بررسي دقيق‌تر ساختارهاي DNA را براي طراحان اُريگامي DNA فراهم مي‌کند.
جزئيات اين تحقيق در مجله Nature Methods منتشر شده است.
محققان موسسه فناوري ماساچوست(MIT) موفق به توليد نرم‌افزاري شده‌اند که پيش‌بيني شکل سه‌بعدي حاصل از يک DNA مشخص را آسان‌تر مي‌سازد.
سال‌ها پيش پاول روتموند مفهوم اريگامي DNA را به صورت دوبعدي ارائه كرد و پس از آن، ويليام شيح از دانشکده پزشکي دانشگاه هاروارد اين روش را به سه بعد گسترش داد.
مانع اصلي که در مسير اين طراحي‌هاي بسيار پيچيده وجود دارد، خودكار‌سازي فرايند طراحي است. حال گروهي از محققان موسسه فناوري ماساچوست(MIT) به رهبري مارک بيث، استاد زيست‌شناسي کاربردي اين دانشگاه نرم‌افزاري توليد کرده‌اند که پيش‌بيني شکل سه‌بعدي حاصل از يک DNA مشخص را آسان‌تر مي‌كند.
با وجودي که اين نرم‌افزار به طور کامل موجب خودكار‌سازي فرايند طراحي نمي‌شود، اما موجب آسان‌تر شدن ايجاد ساختارهاي سه‌بعدي پيچيده، کنترل انعطاف‌پذيري و در نتيجه پايداري پيچ‌خوردگي آن‌ها براي محققان مي‌شود.
بيث مي‌گويد: ما نرم‌افزاري ايجاد کرده‌ايم که مي‌توان شکل سه‌بعدي مورد نظر را به آن داده و توالي بهينه‌اي که اين شکل را ايجاد مي‌کند، از آن بگيريم. براي اين‌که بتوانيم از اين فناوري نانوآرايشي در زمينه‌هاي مختلفي بهره ببريم، بايد اين فرايند کاملاً خودكار شده و دخالت انساني در آن به کمترين مقدار ممکن برسد.
برنامه‌ريزي DNA
مولکول DNA زنجيره‌اي از چهار باز نوکلئوتيد مختلف به نام‌هاي A، T، g و C است و همين امر برنامه‌ريزي آن را آسان‌تر مي‌كند. بنابر قانون طبيعت A تنها با T و g تنها با C پيوند مي‌يابد.
بيث مي‌گويد: مي‌توانيم اين توالي‌هاي DNA را به نحوي طراحي کنيم که ساختار نهايي مورد نظر ما از طريق خودآرايي ايجاد شود. به‌علاوه، با ترکيب رشته‌هاي مختلف DNA به‌روش مشابه مي‌توان ساختارهاي بزرگ‌تري نيز ايجاد کرد.
راهبرد طراحي اُريگامي روتموند بر اين ايده استوار است که بتوان يک رشته بلند DNA را به‌نحوي طراحي کرد که به شکل دوبعدي، يعني روي يک صفحه، پيچ خورده و خودآرايي کند.
وي در اولين مقاله‌اي که در اين زمينه منتشر کرده است از يک ژنوم متشکل از حدود 8000 نوکلئوتيد براي ايجاد ستاره‌ها، مثلث‌ها و صورتک‌هاي خندان دوبعدي بهره برده است.
اين تک‌رشته DNA به‌عنوان چارچوبي براي باقي ساختار عمل مي‌کند. صدها رشته کوتاه هر يک به طول 20 تا 40 باز با اين چارچوب پيوند مي‌يابند تا آن را در حالت پيج خورده نهايي نگه دارند.
نرم‌افزار جديد بيث با برنامه‌اي به نام caDNAno که در آزمايشگاه شيح توليد شده، مرتبط است. برنامه caDNAno امکان ايجاد دستي يک اُريگامي DNA را از يک بستر دوبعدي فراهم مي‌کند.
برنامه جديد که CanDo ناميده مي‌شود، طرح دوبعدي حاصل از caDNAno را گرفته و شکل سه‌بعدي نهايي را پيش‌بيني مي‌کند.
به گفته روتموند، برنامه CanDo امکان بررسي دقيق‌تر ساختارهاي DNA را براي طراحان اُريگامي DNA فراهم مي‌کند.
جزئيات اين تحقيق در مجله Nature Methods منتشر شده است.