वैज्ञानिकों ने दो आणविक मशीनों से 'बुना' DNA नेटवर्क

टोक्यो साइंस इंस्टीट्यूट और क्योटो विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने दो तरह की जैव-आणविक मशीनों को क्रम में काम में लाकर, नीचे से ऊपर की ओर DNA-आधारित नेटवर्क सामग्री बनाने वाली एक प्रणाली विकसित की है; टीम का कहना है कि यह उस तरीके को दर्शाता है जिससे जीवित कोशिकाएं व्यवस्थित संरचनाएं बनाने के लिए कई प्रक्रियाओं का समन्वय करती हैं। ये निष्कर्ष Small पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।

सहायक प्रोफेसर शोगो हमादा के नेतृत्व और प्रोफेसर अकीरा काकुगो के सह-नेतृत्व में टीम ने DNA स्ट्रैंड की नकल बनाकर उन्हें बढ़ाने वाले एंज़ाइम DNA पॉलिमरेज़ को, ATP नामक ईंधन अणु का उपभोग कर माइक्रोट्यूब्यूल्स पर चलने वाले मोटर प्रोटीन काइनेसिन के साथ जोड़ा। पहले, DNA पॉलिमरेज़ ने माइक्रोट्यूब्यूल्स से जुड़े DNA टेम्पलेट्स को बढ़ाकर, उन्हीं पर लंबे DNA स्ट्रैंड उगाए। फिर, एक सतह पर टिके काइनेसिन मोटरों ने इन DNA-वाहक माइक्रोट्यूब्यूल्स को उस सतह पर आगे बढ़ाया।

जब सरकते माइक्रोट्यूब्यूल्स आपस में टकराए, तो उन पर मौजूद DNA स्ट्रैंड जुड़ गए; माइक्रोट्यूब्यूल्स के आगे बढ़ते रहने पर, उन्होंने जुड़े हुए स्ट्रैंड को यांत्रिक रूप से खींचकर तंतु जैसी संरचनाओं के बढ़ते नेटवर्क में बदल दिया। काइनेसिन के अभाव में या ATP खत्म होने पर कोई नेटवर्क नहीं बना, जिससे यह पुष्टि हुई कि मोटर गतिविधि ही इस प्रक्रिया को चलाती है। माइक्रोट्यूब्यूल घनत्व और DNA संश्लेषण समय बढ़ाने से अधिक जुड़ाव और जटिलता वाले नेटवर्क बने; श्रृंखलाओं के सिमुलेशन ने भी प्रयोगशाला में देखी गई वही संरचनाएं दोहराईं।

"आणविक संश्लेषण को यांत्रिक बल उत्पादन के साथ जोड़कर, हमने जीवित प्रणालियों की गतिशील निर्माण रणनीतियों की नकल करने वाली सिंथेटिक सामग्री बनाने की दिशा में एक अहम कदम उठाया है," हमादा ने कहा। शोधकर्ताओं ने कहा कि यह ढांचा अंततः खुद की मरम्मत करने और खुद को बनाए रखने वाले गुणों से युक्त, प्रोग्राम करने योग्य, जीवंत जैसी सामग्री की ओर ले जा सकता है, जिसके संभावित उपयोगों में आणविक कंप्यूटिंग और आणविक रोबोटिक्स शामिल हैं।