Springen naar inhoud

- - - - -

Niet-levende materialen vermenigvuldigen zich in nieuw proces


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 oktober 2011 - 20:31

Onderzoekers hebben niet-levende structuren ontwikkeld die zichzelf kunnen vermenigvuldigen. Dit nieuwe kunstmatige proces kan leiden tot een veel efficiŽntere productie van materialen uit heel kleine bouwstenen (micro- en nanoschaal).

In de natuur vindt zelfvermenigvuldiging overal plaats: minuscule bouwstenen in levende wezens vermenigvuldigen zich spontaan en organiseren zich tot ingewikkelder structuren. Kunstmatige zelfvermenigvuldiging van niet-levende materialen daarentegen is uitermate lastig. Tot nu toe was dit alleen mogelijk voor zeer specifieke structuren. De onderzoekers hebben nu de eerste stap gezet naar een algemeen proces, waarmee een grote diversiteit aan structuren met verschillende vormen en functies, zichzelf kunnen vermenigvuldigen.

DNA-tegels
De onderzoekers gebruikten kunstmatige structuren van DNA - zogeheten DNA-tegels - opgelost in water om het nieuwe proces te demonstreren. Deze tegels zijn enkele tientallen nanometers groot en bestaan uit compact opgevouwen DNA-strengen, waar vier losse eindjes met een specifieke volgorde van de basen A, C, G en T uitsteken. Deze kleverige eindjes bepalen als een soort streepjescode de identiteit van de tegel en zorgen ervoor dat de tegel een andere tegel met bijpassende eindjes kan vastgrijpen; A klikt namelijk altijd aan T, en C aan G, waarbij de eindjes van de twee tegels samen de karakteristieke tweestrengs wenteltrapstructuur vormen.

Plakken
De onderzoekers regen zeven tegels met twee verschillende identiteiten (bijvoorbeeld aangegeven met de letters X en Y) aan elkaar tot het 'woord' X-Y-Y-X-Y-X-Y. Vervolgens bonden de tegels met bijpassende kleverige eindjes, X' en Y', zich spontaan in de juiste volgorde aan deze beginstructuur (X'-Y'-Y'-X'-Y'-X'-Y'). De kleverige eindjes plakken alleen bij lage temperatuur, dus werd het 'dochterwoord' van de beginstructuur gescheiden door de temperatuur kort te verhogen. Hierna herhaalden de onderzoekers het proces met de overgebleven losse tegels, zodat zich 'kleindochters' vormden, nog steeds met dezelfde XY-lettervolgorde.

Geplaatste afbeelding
Zelfvermenigvuldigingsproces met DNA-tegels
Bij lage temperatuur binden X' en Y' DNA-tegels uit de omringende oplossing zich spontaan aan de bijpassende X en Y tegels in de beginstructuur. Bij hoge temperatuur laat de zo gevormde dochter-kopie van de beginstructuur los, waarna het proces zich herhaalt.



EfficiŽnte fabricage
Dit nieuwe vermenigvuldigingsproces is een belangrijke stap voorwaarts, omdat het complexe structuren en de informatie die erin besloten ligt exact kopieert.
Ondanks het gebruik van DNA is het nieuwe proces niet hetzelfde als het kopiŽren van DNA in de cel, omdat er geen speciale biologische machinerie, zoals enzymen, aan te pas komt. In feite is zelfs het DNA synthetisch, waardoor het een zeer robuust proces is. En het allermooiste is dat de kleverige DNA-eindjes niet alleen aan DNA-tegels, maar ook aan deeltjes van allerlei andere materialen gezet kunnen worden, zoals bijvoorbeeld metalen nanodeeltjes. Dit zou de fabricage van nieuwe materialen die opgebouwd zijn uit zulke bouwstenen veel efficiŽnter kunnen maken. Dan volstaat het maken van ťťn beginstructuur, die zich daarna in elke cyclus verdubbelt waardoor het totale aantal exponentieel toeneemt.


Bron:
FOM


Wetenschappelijke publicatie (abstract):
Tong Wang, et al.: Self-Replication of Information-Bearing Nanoscale Patterns


Wetenschappelijke publicatie (paper):
Tong Wang, et al.: Self-Replication of Information-Bearing Nanoscale Patterns
Heb je interesse in journalistiek? Wij zoeken versterking! Speurwerk, deel van het team, meer weten: klik.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 oktober 2011 - 22:28

Grey goo, here we come!
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#3

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 oktober 2011 - 22:42

Och, replicators zijn er al lang. Nog geen grey goo gezien...

Cetero censeo Senseo non esse bibendum






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures