Μικροσκοπικό θερμόμετρο από DNA

Posted on 28/04/2016

0


DNA_thermometerΠρογραμματιζόμενο θερμόμετρο από DNA κατά 20.000 φορές μικρότερο από την ανθρώπινη τρίχα κατάφεραν να κατασκευάσουν ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ κάνοντας έτσι ένα βήμα εγγύτερα στο μικρόκοσμο της νανοτεχνολογίας.

Όπως επισημαίνεται, με τη μέτρηση της θερμοκρασίας σε επίπεδο νανοκλίμακας διευρύνεται το πεδίο για την ευρύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας δομών νανοτεχνολογίας που κατά κύριο λόγο αφορούν και τον ανθρώπινο οργανισμό. Επιπλέον δημιουργούνται προϋποθέσεις για μελλοντικές πρακτικές εφαρμογές σε αυτόν τον «αθέατο» κόσμο όπου ο άνθρωπος θα έχει καλύτερη πρόσβαση.

Ο τρόπος λειτουργίας του φαίνεται να είναι απλός καθώς βασίζεται στο γεγονός ότι χημικά το DΝΑ είναι απλό γεγονός που επιτρέπει στους μηχανικούς να αναπτύξουν με ευκολία προγραμματιζόμενα μοριακά θερμόμετρα αναφέρει ο καθηγητής και κύριος συγγραφέας της ανακοίνωσης Alexis Vallée-Bélisle που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση Nanο Letters.

Η επιτυχία του εγχειρήματος έχει τις ρίζες της 60 χρόνια πριν όταν ανακαλύφθηκε ότι τα μόρια του DNA «ξεδιπλώνονται» όταν θερμανθούν. Αποκτά δε ακόμη μεγαλύτερη αξία καθώς από τη φύση του το DNA είναι «μνήμη» που εμπεριέχει κωδικοποιημένες γενετικές πληροφορίες.

Κατόπιν συστηματικών ερευνών οι βιοχημικοί κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι βιομόρια όπως οι πρωτεΐνες και το RNA (παρόμοιο προς το DNA) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως νανοθερμόμετρα. Δηλαδή ως μηχανισμοί που έχουν τη δυνατότητα να δείξουν διακυμάνσεις της θερμοκρασίας αναλόγως αν διπλώνονται ή ξεδιπλώνονται.

Αυτή ακριβώς η φυσική λειτουργία, επισημαίνει ο καθηγητής, ήταν ο μηχανισμός που ενέπνευσε και παρακίνησε τους επιστήμονες να προχωρήσουν στην κατασκευή δομών από DNA σε διάφορες παραλλαγές που ξεδιπλώνονται ή διπλώνονται σε προεπιλεγμένες θερμοκρασίες. Επομένως έτσι θεωρείται ότι λειτουργούν προγραμματισμένα. Με την προσθήκη κατάλληλων μηχανισμών που οπτικά θα επιτηρούν τη διαδικασία αυτή σε επίπεδο μικροκλίμακας, θα είναι δυνατή η κατασκευή θερμομέτρων πλάτους μόλις 5nm για την επιτήρηση της θερμοκρασίας στο σημείο όπου θα είναι τοποθετημένα.

Αν και η θερμοκρασία στο ανθρώπινο οργανισμό ανέρχεται σε περίπου 37 βαθμούς Κελσίου, είναι άγνωστο εάν προκαλούνται μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας σε κάθε μεμονωμένο κύτταρο, ερώτημα με πραγματικά πολύ μεγάλο ενδιαφέρον που δικαιολογημένα εξάπτει την περιέργεια των επιστημόνων.

Υπογραμμίζεται ότι κατασκευές όπως τα νανοθερμόμετρα σε αυτό το επίπεδο κλίμακας δημιουργούν εξαιρετικές προοπτικές κατασκευής δομών στον τομέα νανοτεχνολογίας και συνακόλουθα στην καλύτερη κατανόηση της μοριακής βιολογίας. Επίσης στο εγγύς μέλλον νανοθερμόμετρα με βάση το DNA μπορεί να ενσωματωθούν και σε ηλεκτρονικές συσκευές για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας σε ένα γενικότερο επίπεδο νανοκλίμακας.

διαβάστε επίσης: To μικρότερο θερμόμετρο στον κόσμο λειτουργεί με ραδιοκύματα και δεν χρειάζεται μπαταρία

 

Χρήστος Προυκάκης, http://www.efsyn.gr/arthro/thermometra-apo-dna-gia-metriseis-se-nanoklimaka – http://www.nouvelles.umontreal.ca/udem-news/news/20160427-chemists-use-dna-to-build-the-worlds-tiniest-thermometer.html

Ετικέτα: ,