امروزه با توجه به پیشرفت های روزافزون تکنولوژی پرینت سه بعدی در هر زمینه ای ، پرینترهای سه بعدی متنوعی نیز با اهداف خاصی تولید می شوند. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی (UC Berkeley) راه جدیدی برای ایجاد توالی های DNA براساس تقاضا ارائه داده واین روش را سریع تر و ارزان تر معرفی کرده اند.
پرینت سه بعدی DNA در یک شب توسط پرینتر سه بعدی DNA
پرینت سه بعدی DNA، مکانیزم نیازی به استفاده از مواد شیمیایی سمی نداشته و دقیق تر از روش های معمول سنتز DNA که در آزمایشگاه های سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد، می باشد. این روش جدید می تواند ژن ها را به مدت یک شب ایجاد کرده و رشته های DNA را ده برابر طولانی تر از آنهایی که اکنون به صورت مصنوعی ساخته می شوند، تولید کند. دانشمندان معتقدند این فناوری می تواند منجر به استفاده از پرینترهای سه بعدی DNA در آزمایشگاه های تحقیقاتی شود.
عکس پرینتر سه بعدی DNA
پرینتر سه بعدی DNA
دان آرلو، دانشجوی کارشناسی دانشگاه برکلی می گوید: “اگر شما یک مهندس مکانیک هستید با خرید یک پرینتر سه بعدی در مغازه خود می توانید یک قطعه را در طول یک شب چاپ کرده و آن را صبح روز بعد مورد آزمایش قرار دهید.”
اگر شما یک محقق یا مهندس زیست شناسی هستید و ابزارهایی برای سنتز DNA دارید، با پرینتر سه بعدی DNA قادر خواهید بود ایده های خود را سریعتر تست کرده و ایده های جدیدتری را امتحان کنید.
سنتز کردن DNA یک کسب و کار در حال رشد می باشد به طوری که برخی کمپانی ها ژن های سفارشی و شخصی سازی شده سفارش می گیرند. در نتیجه آنها می توانند داروهای بیولوژیکی، آنزیم های صنعتی یا مواد شیمیایی مفید در مخازن میکروب تولید کنند. آزمایشگاه های سراسر جهان ژن های مصنوعی را برای تزریق به گیاهان و حیوانات و یا آزمایش درمان های مبتنی بر CRISPR خریداری می کنند. بعضی از دانشمندان حتی پیشنهاد ذخیره اطلاعات را در DNA داده اند، زیرا یک گرم از DNA به لحاظ تئوری می تواند معادل ۵۰ میلیون دی وی دی را ذخیره کرده و برای قرن ها پایدار بماند.
در حال حاضر سنتز DNA از فناوری توسعه یافته در سال ۱۹۸۱ و بر اساس روش های شیمی ارگانیک به منظور تولید اولیگونوکلئوتیدهایی با طول پایه حدود ۲۰۰ استفاده می کند زیرا خطاهای اجتناب ناپذیر منجر به پایین آمدن بازده عملکرد دنباله صحیح در زمان افزایش طول می شود. برای فراهم آوردن حتی یک ژن کوچک، دانشمندان باید آن را در قسمت هایی با پایه هایی به طول حدود ۲۰۰سنتز کرده، و سپس آنها را با هم ترکیب کنند. این روش وقت گیر و بسیار پر هزینه بوده و کاملا دقیق نمی باشد.
عکس چاپ سه بعدی DNA
پرینت سه بعدی DNA
روش جدید پرینتر سه بعدی DNA براساس یک آنزیم سنتز کننده DNA و TdT (آنزیم دئوکسی نوکلئوتیدیل ترانسفراز انتهایی) موجود در سلول های سیستم ایمنی می باشد که به طور طبیعی توانایی اضافه کردن نوکلئوتید ها به مولکول DNA موجود در آب را (جایی که DNA در پایدارترین حالت است) دارد. بر خلاف آنزیم های دیگر، TdT بر روی یک الگوی موجود DNA برای کپی کردن از آن تکیه نمی کند. در عوض، به طور تصادفی نوکلئوتیدها را به ژن هایی که پادتن ها را برای استفاده در سیستم ایمنی تولید می کنند اضافه می کند.
فواید پرینت سه بعدی DNA
Sebastian Palluk، از همکاران Arlow و دانشجوی دکترا دردانشگاه فنی دارمشتات آلمان و یک بازدید کننده آزمایشگاه برکلی می گوید: “TdT به همان اندازه خوب عمل می کند که تمام چهار نوکلئوتیدهای DNA اضافه شود، واکنش های جانبی نداشته، بسیار سریع بوده و DNA را به میزان ۲۰۰پایه در دقیقه گسترش می دهد.
در حقیقت محققان برکلی در اولین آزمایشات خود نشان دادند که روش سریع و ساده آنها در هر مرحله از سنتز دقتی برابر با دقت تکنیک های فعلی دارد.
“هنگامی که ما محصولات را با استفاده از NGS تجزیه و تحلیل کردیم توانستیم تعیین کنیم که حدود ۸۰ درصد از مولکول ها دارای ترتیب ۱۰ پایه دلخواه هستند. به این معنا که به طور متوسط عملکرد در هر مرحله حدود ۹۸ درصد بوده که برای اولین بار و در یک نمونه ۵۰ ساله خیلی بد نیست. ما میخواهیم با پرینت سه بعدی به منظور ساخت ژن DNA به عملکرد ۹۹٫۹ درصد برسیم “.
این روش جدید پرینت سه بعدی DNA برای تسریع انجام تحقیقات در زمینه های مختلف طراحی شده است، تا مهندسان زیست محیطی بتوانند با سرعت بیشتر چگونگی تولید محصولات زیستی مفید را تشخیص دهند. این می تواند یک گام رو به جلو در توسعه زیست شناسی مصنوعی، شاخه ای که به دنبال ایجاد میکروارگانیسم های مصنوعی برای اهداف کاربردی است، باشد.
منبع: http://www.3ders.org/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
ثبت ديدگاه