Aalto-yliopiston tutkijat ovat luoneet synteettisen dna-origamin, joka voidaan avata ja sulkea valon avulla.
Origami on dna-rakenne, joka kykenee kiertymään, laskostumaan ja omaksumaan monia eri muotoja.
Hallittu laskostaminen on tärkeä askel matkalla kohti molekyylikoneiden valmistamista.
”Nanotaitokset ovat liuoksessa, joka muuttuu happamammaksi valon loisteessa. Kun happamuus lisääntyy, taitoksiin muodostuu kemiallisia sidoksia, jotka liittävät niiden päät yhteen ja vetävät taitoksen kiinni”, selvittää tohtorikoulutettava Joonas Ryssy.
”Kun valo sammutetaan, happamuus pienenee saaden päiden väliset sidokset rikkoontumaan, ja taitos avautuu jälleen.”
Valo-ohjattavan origamin rakentamiseen osallistui myös israelilainen Weizmann-instituutti. Tutkimusartikkelin julkaisi Angewandte Chemie -lehti.
Yksi valonlähde riittää
Tutkijat ympäri maailmaa ovat aiemminkin yrittäneet hallita dna-rakenteita valolla, mutta valon kanssa reagoivan liuoksen yhdistäminen hapon kanssa reagoiviin dna-makromolekyyleihin on poikkeuksellista.
”Voimme hallita liikkeen voimakkuutta taitokseen kohdistetun valon määrällä. Jos emme halua sulkea liitosta kokonaan, emme kohdista siihen liikaa valoa”, kuvailee professori Anton Kuzyk.
Kuzykin mukaan juuri valon ja samalla taitoksen hallittu, asteittainen säätely erottaa uuden origamin muista dna-rakenteista.
Lisäksi muissa samankaltaisissa nanorakenteissa tarvitaan yksi valonlähde liitoksen sulkemiseen ja toinen sen avaamiseen. Uudelle järjestelmälle riittää yksi ainoa valo.
Käyttöä pehmeässä robotiikassa
Juuri yksinkertaisuus voi tehdä menetelmästä käyttökelpoisemman molekyylikoneiden valmistuksessa.
Molekyyli- eli nanokoneilla tarkoitetaan keinotekoista, yhdestä molekyylista koostuvaa järjestelmää, joka toimii itsekseen.
Nanokoneita voitaisiin tulevaisuudessa käyttää erilaisissa pehmeän robotiikan sovelluksissa. Kone voisi esimerkiksi viedä syöpälääkkeen juuri oikeaan paikkaan elimistössä ja vapauttaa lääkeaineen siellä.
(Kuva: Anton Kuzykin tutkimusryhmä/Aalto-yliopisto) Dna-liitos sulkeutuu valon vaikutuksesta. Rakenne voidaan myös avata uudelleen samalla valonlähteellä.
