【能做工的DNA 分子马达面世】一项7月20日发表于《自然》的研究https://t.cn/A6au4Zum中,物理学家用DNA链构建了一个分子级马达,并可通过“拧紧”DNA“弹簧”来储存能量。该技术为旨在寻找合成化学和药物递送等领域应用的“DNA折纸术”提供了新技巧。
研究团队成员之一、德国慕尼黑工业大学的生物物理学家Hendrik Dietz指出,这不是第一个以DNA为材料构建的纳米马达,但“肯定是第一个真正能执行可量化机械工作的马达”。
在活细胞中,包括旋转分子马达在内的分子机器随处可见,从细菌鞭毛摆动到产生构成细胞能量储备的ATP分子,都离不开它们。这些分子马达通常为棘轮机构,类似于时钟里的齿轮机构,这使得它们只能朝一个方向旋转。
此外,这些生物机器同活细胞内的其他物质一样进行布朗运动(细胞质中的分子和其他粒子进行的恒定、随机运动),当它们碰撞在一起时,就可以相互传递能量。
Dietz和同事受此启发,想用DNA制造一种可由布朗运动驱动的马达,就像在细胞中那些以蛋白质为材料构成的天然分子马达一样。
他们采用了新的“DNA折纸术”,即将噬菌体的单链DNA环与短链人工合成DNA(可匹配噬菌体基因组中特定位点的碱基序列)混合在一起,短链段与长链结合,使后者折叠成所需的形状。
采用上述方法,Dietz团队用DNA构建了一个三角形的平台,每个平台的中间都有一根“杆子”。他们将上述结构粘贴到玻璃表面,再添加长的DNA旋臂。该旋臂附着在平台上,可以围绕杆旋转。
为了产生棘轮效应,研究人员在平台上设置了凸起,使旋转更加困难。只有布朗运动提供的“碰撞”才能使旋臂克服颠簸并旋转,但通常只能转半圈,而且在没有任何干预的情况下,这种旋转随机进行。
因此,研究小组将两个电极浸入溶液中,并释放交流电。电压的变化改变了DNA旋臂所经历的能量景貌,并通布朗式棘轮机制使其更倾向于朝一个方向旋转。
这就将无源器件变成了真正的马达。显微镜图像表明,在这些条件下,每条旋臂能够平均保持在向同一方向旋转。而具体旋转的方向则取决于三角形底座相对于电极的精确方向。
至此,就其本身而言,这种纳米级马达只不过克服了周围溶液的阻力。为了证明该马达可以做潜在有用的工作,研究人员将另一条DNA链连接到转子上,使其像用于转动机械表齿轮的弹簧一样旋转。这种机制可以帮助纳米机器储存能量或拉动其他机械部件。https://t.cn/A6au4Zud
研究团队成员之一、德国慕尼黑工业大学的生物物理学家Hendrik Dietz指出,这不是第一个以DNA为材料构建的纳米马达,但“肯定是第一个真正能执行可量化机械工作的马达”。
在活细胞中,包括旋转分子马达在内的分子机器随处可见,从细菌鞭毛摆动到产生构成细胞能量储备的ATP分子,都离不开它们。这些分子马达通常为棘轮机构,类似于时钟里的齿轮机构,这使得它们只能朝一个方向旋转。
此外,这些生物机器同活细胞内的其他物质一样进行布朗运动(细胞质中的分子和其他粒子进行的恒定、随机运动),当它们碰撞在一起时,就可以相互传递能量。
Dietz和同事受此启发,想用DNA制造一种可由布朗运动驱动的马达,就像在细胞中那些以蛋白质为材料构成的天然分子马达一样。
他们采用了新的“DNA折纸术”,即将噬菌体的单链DNA环与短链人工合成DNA(可匹配噬菌体基因组中特定位点的碱基序列)混合在一起,短链段与长链结合,使后者折叠成所需的形状。
采用上述方法,Dietz团队用DNA构建了一个三角形的平台,每个平台的中间都有一根“杆子”。他们将上述结构粘贴到玻璃表面,再添加长的DNA旋臂。该旋臂附着在平台上,可以围绕杆旋转。
为了产生棘轮效应,研究人员在平台上设置了凸起,使旋转更加困难。只有布朗运动提供的“碰撞”才能使旋臂克服颠簸并旋转,但通常只能转半圈,而且在没有任何干预的情况下,这种旋转随机进行。
因此,研究小组将两个电极浸入溶液中,并释放交流电。电压的变化改变了DNA旋臂所经历的能量景貌,并通布朗式棘轮机制使其更倾向于朝一个方向旋转。
这就将无源器件变成了真正的马达。显微镜图像表明,在这些条件下,每条旋臂能够平均保持在向同一方向旋转。而具体旋转的方向则取决于三角形底座相对于电极的精确方向。
至此,就其本身而言,这种纳米级马达只不过克服了周围溶液的阻力。为了证明该马达可以做潜在有用的工作,研究人员将另一条DNA链连接到转子上,使其像用于转动机械表齿轮的弹簧一样旋转。这种机制可以帮助纳米机器储存能量或拉动其他机械部件。https://t.cn/A6au4Zud
最近天气太热,不少人希望小编开坛做法,搞点人工增雨凉快凉快。小编当然也想一展神威,奈何,臣妾做不到啊![苦涩][苦涩]
说说#人工增雨#原理:
[星星]人工增雨运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播降雨剂(盐粉、干冰或碘化银等)使云滴或冰晶增大,降落到地面形成降水。简单来说就是通过人工干预的方法使水滴凝结成雨,其本质是对自然界降雨的必要条件进行补充。
[星星]人工增雨手段可以使一些原本不能自然降水的云受到激发,从而产生雨,也可以让一些原本就要产生自然降水的云层降下更多的雨水。
[星星]但是!无论怎样,最重要的前提是,天上得有足够多的云才能降雨,如果是晴空万里的天气,那么不管用什么手段都无法制造人工增雨。泥萌看看现在的广州天空,有云给我“施法”不[允悲]
说说#人工增雨#原理:
[星星]人工增雨运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播降雨剂(盐粉、干冰或碘化银等)使云滴或冰晶增大,降落到地面形成降水。简单来说就是通过人工干预的方法使水滴凝结成雨,其本质是对自然界降雨的必要条件进行补充。
[星星]人工增雨手段可以使一些原本不能自然降水的云受到激发,从而产生雨,也可以让一些原本就要产生自然降水的云层降下更多的雨水。
[星星]但是!无论怎样,最重要的前提是,天上得有足够多的云才能降雨,如果是晴空万里的天气,那么不管用什么手段都无法制造人工增雨。泥萌看看现在的广州天空,有云给我“施法”不[允悲]
搬进一个新的住宅后,如果所养的植物或者动物总是莫名其妙的死亡,说明这个房间的磁场不好。现代物理学发现,一切物质都是磁场,并且磁场之间是相互作用的。当家中养的植物或鱼老有死亡,则说明家宅的风水磁场有问题,因为动植物能感知到我们无法感知到的磁场力量。所以,要引起重视。一命二运三风水
起名改名、预测、立墓、点穴、看风水、超度化解等问题在线咨询微信;QQ534953650
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