Roboter aus LEGOs produziert DNA-Maschinen

Oct 20, 2023

labsas/iStock

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Ein Team genialer Bioingenieure an der Arizona State University (ASU) hat die Kraft der Kindheitsnostalgie genutzt und eine kreative Lösung für eine seit langem bestehende Herausforderung in der DNA-Origami-Forschung vorgestellt.

Sie haben erfolgreich einen LEGO-Robotikbausatz eingesetzt, um einen erschwinglichen, hochwirksamen Gradientenmischer zur Reinigung selbstorganisierender DNA-Origami-Nanostrukturen zu bauen. Dieser innovative Durchbruch, der in einem von PLOS ONE veröffentlichten Artikel detailliert beschrieben wird, verspricht, die Herangehensweise von Wissenschaftlern an die DNA-Origami-Synthese zu revolutionieren.

Die Schaffung von DNA-Origami-Strukturen ist ein komplizierter Prozess, der eine präzise Reinigung der Nanostrukturen erfordert. Traditionell umfasste dieser Reinigungsschritt eine Geschwindigkeitszonenzentrifugation, die auf einem kostspieligen Gerät namens Gradientenmischer beruhte. Die eigenwilligen Köpfe der ASU haben jedoch gezeigt, dass sogar die legendären LEGO-Kunststoffsteine ​​für den wissenschaftlichen Fortschritt umfunktioniert werden können.

Stellen Sie sich Folgendes vor: einen LEGO-Roboter, dessen bunte Steine ​​auf einer einfachen Basis aufwendig zu einem einarmigen Gerät zusammengesetzt sind. Lassen Sie sich nicht von der verspielten Erscheinung täuschen; Dieser geniale Roboter hat das Potenzial, die DNA-Origami-Landschaft für immer zu verändern.

Lassen Sie uns in die Funktionsweise dieses LEGO-Wunders eintauchen. Der einzelne Arm des Roboters führt geschickt eine Plattform, auf der mit dem DNA-Origami-Material gefüllte zylindrische Röhren sicher befestigt werden können.

Doch bevor der Spinnzauber geschieht, werden die Röhrchen vertikal positioniert und verschlossen, um unordentliche Pannen zu vermeiden. Sobald alles an Ort und Stelle ist, leitet der Roboter eine elegante, langsame Drehung ein und bringt die Materialien in den Röhren dazu, sich nahtlos in einen Farbverlauf zu vermischen.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt im Übergang von der Vertikalen zur Horizontalen. Wenn die Röhrchen in eine horizontale Position abgesenkt werden, drehen sie sich schnell, wodurch der Inhalt effektiv in einen schönen Schichtverlauf aufgeteilt wird. Es ist, als würden Sie vor Ihren Augen Zeuge der LEGO-Ingenieurzauberei werden.

Bemerkenswerterweise waren die Ergebnisse ihrer Tests ebenso beeindruckend wie die Kreativität dahinter. Der LEGO-Roboter erwies sich als ebenbürtig mit seinen teuren kommerziellen Gegenstücken und mischte und trennte die benötigten Materialien effizient. Darüber hinaus war dieses DIY-DNA-Origami-Reinigungsset zu einem Bruchteil der Kosten erhältlich.

Die LEGO-Konstruktion des Teams umfasste zwei kleine, aber leistungsstarke LEGO-Motoren – einen zum Platzieren und einen für das Drehmanöver. Diese findigen Wissenschaftler haben den Röhrchenhalter mithilfe eines 3D-Druckers auf geniale Weise hergestellt und damit die Konvergenz verschiedener Spitzentechnologien unter Beweis gestellt.

Das Potenzial dieser Entdeckung geht weit über das reine DNA-Origami hinaus. Die Forscher der ASU betonen, dass derselbe kreative Ansatz genutzt werden könnte, um kostengünstige Alternativen für verschiedene teure Laborgeräte zu entwickeln. Die Vision eines LEGO-betriebenen Labors ist möglicherweise nicht so weit hergeholt, wie man es sich vorstellen könnte.