Układy krzemowe od lat kojarzą się przede wszystkim z komputerami i elektroniką. Teraz naukowcy udowodnili, że ich możliwości są znacznie większe. Badacze z Uniwersytetu Harvarda opracowali innowacyjny chip, który potrafi syntetyzować DNA. Odkrycie może w przyszłości znacząco ułatwić prowadzenie badań biologicznych i przyspieszyć rozwój nowoczesnych terapii.
Wyniki badań opublikowano na łamach prestiżowego czasopisma „Nature Electronics”. Naukowcy stworzyli krzemowy układ, który jednocześnie wytwarza 64 różne sekwencje DNA. To najlepszy rezultat osiągnięty dotąd przy wykorzystaniu tej technologii.
Nowe rozwiązanie różni się od stosowanych obecnie metod produkcji DNA. Zamiast skomplikowanych procesów chemicznych wykorzystujących duże ilości niebezpiecznych rozpuszczalników, badacze postawili na metodę enzymatyczną. Cały proces przebiega w środowisku wodnym, dzięki czemu jest bezpieczniejszy i bardziej przyjazny dla środowiska.
Kluczową rolę odgrywa specjalnie zaprojektowany chip. Precyzyjne impulsy elektryczne aktywują reakcje tylko w wybranych punktach jego powierzchni. Dzięki temu możliwe jest jednoczesne tworzenie wielu różnych fragmentów materiału genetycznego z dużą dokładnością.
Syntetyczne DNA już dziś znajduje szerokie zastosowanie w nauce i medycynie. Wykorzystuje się je między innymi w diagnostyce chorób, badaniach nad nowotworami, biologii molekularnej oraz inżynierii genetycznej. Im prostsza i tańsza stanie się jego produkcja, tym łatwiej będzie rozwijać kolejne innowacyjne terapie i technologie medyczne.
Dotychczas enzymatyczna synteza DNA nie mogła konkurować z klasycznymi metodami pod względem wydajności. W poprzednich eksperymentach naukowcy byli w stanie jednocześnie wytwarzać zaledwie kilkanaście sekwencji. Zespół z Harvardu znacząco przesunął tę granicę, uzyskując 64 różne sekwencje o długości do 39 nukleotydów.
Badacze pokazali również, że nowa technologia może mieć znacznie szersze zastosowanie. W ramach eksperymentu wykorzystali stworzone sekwencje DNA do zapisania krótkiej informacji cyfrowej o objętości 169 bajtów. To kolejny krok w kierunku wykorzystania DNA jako nośnika danych.
Choć przechowywanie informacji w materiale genetycznym pozostaje na razie rozwiązaniem przyszłości, naukowcy są przekonani, że rozwój technologii enzymatycznej może stopniowo zmienić sposób produkcji DNA. W przyszłości takie urządzenia mogłyby być mniejsze, tańsze i bardziej dostępne niż obecne systemy wykorzystywane w wyspecjalizowanych laboratoriach.
Źródło: cyfrowa.rp.pl
