टिक-टीएसी-पैर की अंगुली: डीएनए संरचनाओं के पुनर्निर्माण की एक नियंत्रित प्रक्रिया का प्रदर्शन

वैज्ञानिकों ने डीएनए का उपयोग करके टिक-टैक-टो में एक पार्टी आयोजित की। अजीब लगता है, लेकिन यह सिर्फ हिमशैल की नोक है, जो खुद वैज्ञानिकों से हास्य के एक स्पर्श से हिल गया। वास्तव में, आज के अध्ययन में डीएनए नैनोस्ट्रक्चर की बातचीत के कैनेटीक्स की निगरानी के लिए नए तरीकों का पता चलता है, जो एक साथ मिलकर जटिल कार्य कर सकते हैं। सिस्टम के मुख्य भागों के रूप में डीएनए का उपयोग करना आसान काम नहीं है, लेकिन यह उन वैज्ञानिकों को नहीं रोकता है जिनके दिमाग विचारों से भरे हैं, लेकिन उत्साह के दिल हैं। और इसलिए, उन्होंने दिए गए पैटर्न के अनुसार डीएनए ब्लॉकों को स्थानांतरित करने का प्रबंधन कैसे किया, जैसा कि अध्ययन से पता चला है, और भविष्य में इस तकनीक के लिए क्या संभावनाएं हैं? जवाब के लिए, हम अनुसंधान समूह की रिपोर्ट की ओर मुड़ते हैं। चलो चलते हैं।

अध्ययन का आधार

इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने डीएनए टाइल्स को स्थानांतरित करने के लिए एक नई तकनीक का प्रदर्शन किया, जो समर्थन जोड़ों और शाखा ऑफसेट के सिद्धांतों पर आधारित है। ये सिद्धांत डीएनए स्ट्रैंड के मानक विस्थापन के समान हैं, लेकिन बड़े ऑब्जेक्ट्स पर लक्षित होते हैं, डीएनए संरचनाओं में अधिक सटीक रूप से।

इस तकनीक ने डीएनए टाइलों के कैनेटीक्स पर नियंत्रण हासिल करना और बहु-संरचना प्रणालियों के भीतर प्रतिक्रियाओं की वांछित श्रृंखला का एहसास करना संभव बना दिया। टिक-टैक-टो का खेल मनोरंजन के लिए नहीं किया गया था, बल्कि किसी भी क्रम और स्थिति में टाइल के डीएनए को स्थानांतरित करने की संभावना को प्रदर्शित करने के लिए किया गया था।

जैविक प्रणालियों के तंत्र को समझने के लिए, इसके मुख्य घटकों पर विचार करना आवश्यक है, जिनमें से आणविक संरचना सबसे महत्वपूर्ण हैं। डीएनए, एक वाहक अणु के रूप में, स्व-संगठित नैनोस्ट्रक्चर के अध्ययन और निर्माण के लिए सबसे अच्छी सामग्रियों में से एक माना जाता है।

डीएनए पर आधारित तकनीकों के बीच, डीएनए ओरिगामी तकनीक हाल के वर्षों में अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रही है, जिससे आप किसी भी वांछित आकार और कॉन्फ़िगरेशन के डीएनए से संरचनाएं बना सकते हैं।

एक एकल डीएनए ओरिगेमी के घटकों को आप की तरह घुमाया और घुमाया जा सकता है, लेकिन अभी तक कई डीएनए ओरिगेमी के बीच एक बड़े, और इसलिए अधिक जटिल, संरचना के घटकों के बीच एक नियंत्रित बातचीत को प्राप्त करना संभव नहीं है। फिलहाल, यह केवल कई डीएनए ओरिगेमी को जोड़ने / डिस्कनेक्ट करने के लिए संभव था।

आज के अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने एक नई डीएनए ओरिगेमी इंटरैक्शन तकनीक का प्रदर्शन किया है। एक संरचना है जिसमें डीएनए-ओरिगेमी टाइल को एम्बेडेड किया गया है, सामान्य सरणी से एक और टाइल को विस्थापित कर रहा है और टाइल के किनारे (पूर्णक्रम / कनेक्शन बिंदु) पर बाध्यकारी डोमेन * के कारण संरचना से जुड़ रहा है।

बंधन / बाध्यकारी डोमेन * - एक प्रोटीन डोमेन जो प्रोटीन श्रृंखला का हिस्सा है, लेकिन इससे अलग से कार्य करने में सक्षम है।

एक उदाहरण के रूप में, वैज्ञानिकों ने तीन पुनर्संरचना विकल्प बनाए: प्रतिस्पर्धी, अनुक्रमिक और सहकारी। इन "आंदोलनों" (चरण-दर-चरण पुन: संयोजन) की समग्रता को टिक-टैक-टो खेल के रूप में प्रदर्शित किया गया था, जब प्रत्येक खिलाड़ी के पास 9 अद्वितीय डीएनए ओरिगेमी थे जिन्हें 264x6464 एनएम के क्षेत्र में किसी भी क्रम में स्थानांतरित किया जा सकता है।

डीएनए टाइल का गठन


डीएनए टाइल संरचनाएं।

पहले, इस अध्ययन का संचालन करने से पहले, वैज्ञानिकों ने व्यक्तिगत डीएनए टाइल बनाने के लिए एक तकनीक विकसित की। दो किनारों पर प्रत्येक टाइल में 11 स्टेपल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक स्टैकिंग में भाग लेता है।

ऊपर दी गई छवि 4 टाइलों (ऊपरी बाएँ) की एक सरणी दिखाती है, जिनमें से प्रत्येक कोष्ठक के माध्यम से आसन्न से जुड़ा हुआ है।

शोधकर्ताओं ने बड़ी संख्या में टाइलों के साथ बड़े सरणियों के निर्माण के लिए कई संभावित विकल्पों पर विचार किया। इसके लिए, सिद्धांत रूप में, यह आवश्यक था कि टाइल्स के बीच संबंध काफी कमजोर था। यह उसे सरणी को तोड़ने और पुनर्निर्माण करने की अनुमति देगा। हालांकि, टिप्पणियों से पता चला कि जब टाइलों के बीच का संबंध स्थायी होना चाहिए, तब भी तापमान पर भी पुन: उपयोग करने योग्य बहु-टाइल सरणियों को बनाना संभव है।


टाइल्स की पुन: स्थापना।

इस घटना के दो संभावित स्पष्टीकरण हैं। सबसे पहले, बॉन्ड का निर्माण एक पर्याप्त उच्च तापमान पर होता है, जबकि प्रक्रिया उत्क्रमण की तापमान सीमा में गिरती है। दूसरा - डिमर और ट्रिमर विस्थापन प्रतिक्रिया से गुजरते हैं, इसलिए, मोनोमर जारी होने पर एक 2x2 सरणी बनती है। ट्रिमर की 2 प्रतियां भी बनाई जा सकती हैं, जो एक 2x2 सरणी को डिमर रिलीज करती है।

यदि विस्थापन प्रतिक्रियाओं के दौरान टाइल्स का कोई सहज वियोग नहीं है, तो कोई गतिज जाल नहीं होगा, जिसके कारण टाइल्स को 2x2 कॉन्फ़िगरेशन में एकत्र किया जाएगा।

यह जांचना आवश्यक था कि क्या एक डीएनए-ओरिगेमी दूसरे को सामान्य संरचना में विस्थापित कर देगा, जबकि केवल संरचना के भीतर ही नहीं। दूसरे शब्दों में, डीएनए ओरिगामी पहल दिखाएगा या नहीं। इसके लिए, दो प्रयोग किए गए थे।


व्यावहारिक अनुभव: 2 डीएनए टाइल (वर्ग) + 1 डीएनए त्रिकोण, जो एक सामान्य संरचना का निर्माण करना चाहिए।

पहले प्रयोग में, 2 डीएनए टाइलें और 1 डीएनए त्रिकोण शामिल थे, इस प्रयोग को निरंतर तापमान पर किया गया था। संरचनात्मक रूप से, एक त्रिभुज या तो वर्गों को जोड़ने वाले डोमेन के समान हो सकता है, या इसमें समीपवर्ती वर्ग को पूरक करने वाला एक अतिरिक्त कनेक्टिंग डोमेन हो सकता है।

प्रयोग के पहले संस्करण में, 2 वर्ग एक दूसरे से जुड़े रहते हैं, जबकि त्रिकोण एक वर्ग से जुड़ता है। दूसरे संस्करण में, एक त्रिकोण ने एक वर्ग को प्रतिस्थापित किया, इसे विस्थापित किया, इसलिए बोलने के लिए। व्यवहार में यह दिखाया गया है कि जटिल डीएनए ओरिगामी को संशोधित करना संभव है। लेकिन अब हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि यह प्रक्रिया वैज्ञानिकों द्वारा नियंत्रित की जाती है, और प्राकृतिक शक्तियों के कारण अपने आप नहीं होती है।


चित्र संख्या 1

अगर हम डीएनए श्रृंखलाओं में विस्थापन प्रतिक्रियाओं के बारे में बात करते हैं, तो यहां हमारे पास एक बंधन डोमेन के साथ एक श्रृंखला है जो एक "मुक्त" पूरक डोमेन से जुड़ता है। तो हमें एक डबल-स्ट्रैंडेड संरचना मिलती है जिसमें शाखा माइग्रेशन की प्रक्रिया तब होती है जब चेन कनेक्शन बिंदु ( 1 ए ) के माध्यम से आगे बढ़ते हैं। इसी तरह की प्रक्रिया टाइलों ( 1 बी और 1 सी ) के डीएनए विस्थापन प्रतिक्रियाओं में होती है।

छवि 1 सी से, हम यह भी देख सकते हैं कि प्रत्येक डीएनए टाइल में ब्रेसिज़ से जुड़े 4 समद्विबाहु त्रिकोण होते हैं, जिनके बारे में हम जानते हैं।

टिक-टैक-टू के खेल के बारे में: अधिक सुविधाजनक विज़ुअलाइज़ेशन के लिए, प्रतिभागियों के विस्थापन और पुनर्निर्माण की प्रक्रिया को दो अलग-अलग रंगों में ब्रैकेट्स के माध्यम से एक क्रॉस (एक्स) और एक पैर की अंगुली (ओ) के साथ चिह्नित किया गया था। टाइल्स पर दिखाई देने वाली छवि नंबर 1, एक्स (काला) और ओ (सफेद) पर करीब से नज़र डालें।

टाइल डीएनए विस्थापन प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स

सरल शब्दों में, एक प्रक्रिया के कैनेटीक्स पर नियंत्रण पाने से कुछ प्रतिक्रियाओं को तेजी से और दूसरों को धीमा करने की आवश्यकता होती है। इस तरह, टाइल्स को मिलाने, डिस्कनेक्ट करने और फिर से जोड़ने से हासिल किया जा सकता है। लेकिन आपको कैनेटीक्स की सीमा निर्धारित करने की आवश्यकता है जो इसे करने की अनुमति देता है। ऐसा करने के लिए, वैज्ञानिकों ने अलग-अलग ताकत के साथ कनेक्शन अंक (टाइल के बीच) बनाए, इसलिए बोलने के लिए, युग्मन के।

शाखा माइग्रेशन डोमेन में कनेक्टर पर स्टेपल की संख्या सभी टाइलों के लिए समान थी। लेकिन यहाँ संदर्भ का डोमेन डोमेन (टाई) 0 से 4 ( 1d ) से भिन्न है।

प्रयोग में मुख्य टाइल (संचार के सभी 4 बिंदु "सक्रिय") और सहायक टाइल शामिल हैं (कनेक्शन बिंदुओं की संख्या 0 से 4 तक भिन्न है)। शाखा माइग्रेशन डोमेन के अंत में, स्टेपल के 2 जोड़े एक फ्लोरोफोर और क्वेंचर के साथ संशोधित किए गए थे। यदि सहायक टाइल मुख्य टाइल के संपर्क में रहती है, तो फ्लोरोफोर को बुझा दिया जाएगा, जिससे कम फ्लोरोसेंट संकेत प्राप्त होगा। लेकिन अगर सहायक टाइल (स्पंज के साथ) काट दिया जाता है, तो फ्लोरोसेंट संकेत बढ़ेगा। इस प्रकार, यह निर्धारित करना संभव होगा कि प्रक्रिया कैसे आगे बढ़ती है।

एक दिन बाद, टिप्पणियों से पहला निष्कर्ष निकालना संभव था। वैज्ञानिकों ने ध्यान दिया है कि 0 कनेक्टिंग ब्रैकेट्स के साथ सहायक टाइलों के फ्लोरोसेंट प्रक्षेपवक्र लगभग अपरिवर्तित रहे। यह भी ध्यान दिया गया कि कनेक्टिंग रिब की समान लंबाई वाली टाइलें, लेकिन बड़ी संख्या में कनेक्शन बिंदुओं के साथ, बहुत तेजी से कैनेटीक्स का प्रदर्शन होता है। यह उत्सुक है कि 1-न्यूक्लियोटाइड और 2-न्यूक्लियोटाइड के साथ स्टेपल के साथ कनेक्शन के बिंदु संतृप्ति (संतृप्ति) की बहुत भिन्न दर दर्शाते हैं।

चित्र 1e , कैनेटीक्स के संख्यात्मक अनुमान के लिए उपयोग किए जाने वाले गणितीय मॉडल को दर्शाता है। वैज्ञानिक खुद कहते हैं कि मॉडल बहुत सरल है और अक्सर डीएनए श्रृंखला विस्थापन प्रतिक्रियाओं में कैनेटीक्स का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है, और इसलिए यह डीएनए टाइल्स के लिए भी उपयुक्त है।

( 1f ) सिमुलेशन (सिम्युलेटेड प्रतिक्रियाओं) और प्रयोगों के एक तुलनात्मक विश्लेषण ने उन मापदंडों को निर्धारित करना संभव बना दिया जो डीएनए टाइल्स के पुनर्संयोजन की प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं।

सबसे पहले, वैज्ञानिक ध्यान दें कि डीएनए स्ट्रैंड में शामिल होने की गति की तुलना में टाइल्स से जुड़ने की गति 10-100 गुना (जॉइनिंग टाइल के किनारे की लंबाई के आधार पर) से कम है। टाइल्स और धागे के विस्थापन की प्रक्रियाओं के बीच एक आम बात यह है कि कनेक्शन बिंदुओं पर न्यूक्लियोटाइड की संख्या में वृद्धि के साथ, क्षय दर में तेजी से कमी आती है। वहीं, डीएनए स्ट्रैंड के मुकाबले यह स्पीड टाइल्स के लिए 40 गुना कम है। डीएनए टाइल्स (प्रतिक्रिया दर) के लिए अधिकतम कुल विस्थापन 4.5x10 ⁵ एम ^-1 * एस ^{-1 था} । यदि एकाग्रता कम है (<50 nM), तो द्विध्रुवीय बंधन की दर टाइल्स के विस्थापन की दर को सीमित कर देगी। यदि एकाग्रता 50 नैनोमोल्स से अधिक है, तो मोनोमोलेक्यूलर विस्थापन की दर टाइल्स के विस्थापन दर को सीमित करेगी।

इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने 3 मुख्य प्रकारों के पुनर्गठन का वर्णन करते हुए कई प्रयोग किए: प्रतिस्पर्धी, अनुक्रमिक और सहकारी। और अब आइए उनमें से प्रत्येक के लिए प्रयोगों के परिणामों को अधिक विस्तार से देखें।

प्रतिस्पर्धात्मक पुनर्रचना

प्रतिस्पर्धी पुनर्संरचना को प्राप्त करने के लिए, वैज्ञानिकों ने संकेत सांद्रता के जवाब में एक सिग्मोइड फ़ंक्शन का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, जिससे जानकारी के आधार पर एक पुनर्संरचना प्रणाली प्राप्त हुई। यह फ़ंक्शन डीएनए स्ट्रैंड विस्थापन प्रक्रियाओं के डिजिटल तर्क गणना का एक महत्वपूर्ण तत्व है, इसलिए इसे डीएनए टाइल्स पर भी लागू किया जा सकता है।


चित्र संख्या 2

सिग्मॉइड फ़ंक्शन के "काम" को प्रदर्शित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने 2 प्रतिस्पर्धी टाइल विस्थापन प्रतिक्रियाएं बनाईं जो एक ही अधीनस्थ टाइल द्वारा सक्रिय होती हैं। उनकी गति ( 2a ) में अंतर।

सहायक टाइलों में, कनेक्शन बिंदु चार 2-न्यूक्लियोटाइड स्टेपल है। यह अपेक्षित है कि यह एक उपयुक्त लिंक बिंदु के साथ और चार 1-न्यूक्लियोटाइड स्टेपल के साथ जुड़ेगा। सहायक टाइलों की प्रतिक्रिया दर 18 गुना तक भिन्न होती है। जब गौण टाइल की एकाग्रता 2 एनएम से कम थी, तो एक तेज प्रतिक्रिया ( 2 बी ) शुरू हो गई थी। यदि एकाग्रता 2 एनएम से अधिक थी, तो धीमी प्रतिक्रिया शुरू हुई थी।

24 घंटों के बाद, यह पाया गया कि तेजी से प्रतिक्रिया का परिणाम रैखिक रूप से बढ़ गया, और धीमी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप एक सिग्मोइड फ़ंक्शन ( 2 सी ) दिखाई दिया।

अनुक्रमिक पुन: संयोजन

प्रतिस्पर्धी पुनर्गठन के बाद लगातार था। यह प्रकार बहुत अधिक जटिल है, लेकिन इस प्रक्रिया पर अधिक नियंत्रण देता है, जब तक कि सब कुछ काम नहीं करता।

इसलिए, वैज्ञानिकों ने एक 2x2 सरणी बनाई जिसमें पहली उप-टाइल एक अन्य टाइल को विस्थापित करती है, जो पहले उपयोग किए गए कनेक्शन बिंदु को मुक्त करती है। अगला, 2 टाइलों की दूसरी अधीनस्थ संरचना सरणी से 2 टाइलों को स्थानांतरित करती है। एक प्रकार का झरना विस्थापन ( ३ अ)।


चित्र संख्या 3

वैज्ञानिकों ने देखा है कि टाइल के बाकी हिस्सों की तुलना में टाइलों के कोनों पर विस्थापन धीमा है, लगभग 100 गुना धीमा है। इसलिए, विस्थापन के ऐसे मध्यवर्ती राज्यों को अधिक जटिल पुनर्गठन प्रक्रियाओं के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए।

छवि 3 बी में हम अनुक्रमिक पुन: संयोजन (नारंगी वक्र) के साथ प्रयोग के काफी सफल परिणाम देख सकते हैं।

और अब शोधकर्ताओं से थोड़ी अधिक रचनात्मकता है। ऊपर की छवियों ( 3 बी ) पर ध्यान दें: ऐसे सरणियाँ जो पहले अधीनस्थ टाइल पर प्रतिक्रिया करती थीं, लेकिन दूसरे तक नहीं, अंत में "उदास चेहरा" जैसा दिखता है। लेकिन सरणियाँ, जिसमें दोनों अधीनस्थ टाइलों के साथ कनेक्शन सफल था, एक "मुस्कुराता हुआ चेहरा" जैसा दिखता है। और आप कहते हैं, वैज्ञानिकों को कोई हास्य नहीं है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, प्रतिक्रिया प्रतिभागियों की संरचना जितनी जटिल होती है, पुनर्निर्माण प्रक्रिया उतनी ही जटिल होती है, लेकिन इसका परिणाम उतना ही दिलचस्प होता है। दो प्रकार के प्रतिभागियों (2x2 सरणी और दो-टाइल संरचना) के उपयोग ने 48 घंटे के अवलोकन के बाद विस्थापन दक्षता पर निम्नलिखित परिणाम दिखाए: 83.3 .8 9.8% और 90.5 of 6.1%। दूसरे शब्दों में, विस्थापन प्रतिक्रियाएं उत्कृष्ट हैं। कुछ त्रुटियां हैं, लेकिन वे महत्वहीन हैं।

अनुक्रमिक पुनर्निर्माण के प्रयोगों ने न केवल संचार बिंदुओं के अनुक्रम के मूल सिद्धांतों और प्रतिक्रिया के "कैस्केड" को समझने की अनुमति दी, बल्कि नई विशेषताओं का भी प्रदर्शन किया। सिस्टम 1 से अधिक सिग्नल का जवाब देने में सक्षम है जो यह दर्शाता है कि किन निर्देशों के लिए निष्पादन की आवश्यकता है और इसके लिए क्या उपलब्ध है। यह संकेत दो प्रकार के अधीनस्थ संरचनाओं के रूप में प्रयोग में प्रस्तुत किया गया है। यहां तक ​​कि अगर पहली अधीनस्थ संरचना दूसरे के मुकाबले पहले आधार के संपर्क में आती है, तो संरचना अभी भी अपेक्षित पुनर्रचना को दर्शाती है।

अधिकांश भाग के लिए ये प्रक्रियाएँ स्वयं आगे बढ़ती हैं। वैज्ञानिक केवल उन्हें थोड़ा नियंत्रित करते हैं, लेकिन पूर्ण रूप से हस्तक्षेप नहीं करते हैं। प्रयोगों में अगला कदम पुनर्निर्माण प्रक्रिया पर नियंत्रण बढ़ाना और इस प्रक्रिया की प्रोग्रामिंग की संभावना का अध्ययन करना है।

सहकारी पुनर्गठन

इस प्रयोग में, 2 सहायक टाइलें थीं जो 2x2 सरणी ( 3s ) के दो किनारों से जुड़ी थीं। यदि केवल एक टाइल मौजूद है, तो उसे सरणी के केंद्र में जाना चाहिए। इसके अलावा, एक दूसरी टाइल की अनुपस्थिति आपको प्रक्रिया को उलटने की अनुमति देती है, जिससे बार-बार सहायक टाइल को सरणी से डिस्कनेक्ट किया जा सकता है। दोनों अधीनस्थ टाइलों की उपस्थिति में, शाखा प्रवास की दो प्रक्रियाएं तुरंत उत्पन्न होती हैं, जो सरणी के केंद्र में परिवर्तित होती हैं, और परिणामस्वरूप हम एक सहकारी विस्थापन प्राप्त करते हैं।

प्रतिदीप्ति के साथ अनुभव से पता चला है कि यदि केवल एक अधीनस्थ टाइल है, तो प्रतिदीप्ति संकेत बहुत कमजोर है, लेकिन दोनों टाइल मौजूद होने पर प्रवर्धित ( 3 डी : नीले और हरे रंग की वक्र - कमजोर संकेत, पीला - मजबूत संकेत)।

पिछले प्रयोग की तरह, केवल 1 अधीनस्थ टाइल के साथ बातचीत करने वाले सरणियों को "उदास चेहरा" के रूप में चिह्नित किया गया था, और सरणियां और दोनों टाइलें "मुस्कुराता हुआ चेहरा" थीं। इसके अलावा, बाद का गठन 68.0 latter 7.7% मामलों में हुआ।

टिक टीएसी को पैर की अंगुली

और अंत में, "टिक-टैक-टो" प्रयोग। इस प्रयोग में, एक 3x3 सरणी का उपयोग किया गया था, जो किसी भी क्रम ( 4a ) में 9 अद्वितीय टाइल विस्थापन प्रतिक्रियाओं की अनुमति देता है।


चित्र संख्या 4

यह प्रयोग एक साथ कई प्रकार की प्रतिक्रियाओं का संयोजन है: कोने की टाइल का विस्थापन, किनारे की टाइल का विस्थापन और केंद्रीय एक का विस्थापन। प्रत्येक आसन्न टाइलों के बीच के सरणी की परिधि एक कनेक्शन बिंदु थी, कुल 8 ऐसे बिंदु। उनमें से 4 ने कोने की टाइल के विस्थापन में भाग लिया, जब संबंधित कनेक्शन बिंदु के साथ सहायक टाइल कोने के पास किनारे की टाइल के संपर्क में है। इस समय, शाखा टाइल के किनारे के अंदर और 90 ° के कोण के माध्यम से माइग्रेट करती है, और पहले से जुड़ी कोने वाली टाइल को जारी किया जाता है और सरणी में ही एकीकृत किया जाता है (सरणी के अंदर जब यह किनारे पर था)। अन्य 4 टाई पॉइंट का उपयोग एज टाइल्स के विस्थापन को सक्रिय करने के लिए किया गया था।

इस प्रयोग में सबसे कठिन बात यह थी कि उपलब्ध संचार बिंदुओं की सीमित संख्या के कारण, केंद्रीय टाइल का विस्थापन शुरू किया गया था। इसलिए, केंद्रीय टाइल और सभी पड़ोसी टाइल ( 4 ए ) के बीच 4 अतिरिक्त अंक जोड़े गए थे।

टिप्पणियों ने उत्कृष्ट परिणाम दिखाए। सभी उप-टाइलें सरणी में एम्बेड की गई थीं, जिसे फिर से बनाया गया था जैसा कि वैज्ञानिकों ने योजना बनाई थी। सरणी के भीतर रूपांतरण प्रतिशत इस प्रकार था: कोने की टाइलों के विस्थापन के लिए 78.4 array 6.0%, किनारे की टाइलों के विस्थापन के लिए 52.8 dis 6.0% और केंद्रीय लोगों का 100%।

और अब हम सीधे गेम के लिए सीधे मुड़ते हैं, जो एक कैस्केड के रूप में सभी प्रकार की प्रतिक्रियाओं को जोड़ती है। खेल बोर्ड एक 3x3 सरणी था, सभी टाइलें "साफ" थीं, अर्थात, उन्हें किसी भी तरह से चिह्नित नहीं किया गया था।

प्रत्येक खिलाड़ी, जिनमें से स्वाभाविक रूप से 2 थे, उनके निपटान में 9 अधीनस्थ टाइलों को "एक्स" और "ओ" के रूप में चिह्नित किया गया। इस खेल में एक चाल बनाते हुए 24 घंटे के अंतराल (टिक-टैक-टो का एक लंबा बैच, यह नहीं है) के साथ इस टाइल को परीक्षण कक्ष में जोड़ा जा रहा है।


डीएनए टाइल्स का उपयोग करके टिक-टैक-टो खेलने का वीडियो प्रदर्शन।

टिप्पणियों ( 4 बी और 4 सी ) ने दिखाया कि खेल मैदान सभी चालों पर प्रतिक्रिया करता है, अर्थात, पुनर्संरग अवधि खिलाड़ियों के निर्देश के अनुसार आगे बढ़ी (चिह्नित टाइलों को जोड़ते हुए)।

पूरी समस्या यह थी कि मैदान पर खेल के अंत तक क्रमशः गौण टाइलें थीं, उनके सहज विस्थापन की संभावना बढ़ गई। इस प्रकार, पुनर्निर्माण की सटीकता भी कम हो गई थी। खेल के अंत तक, यह संकेतक केवल 8.3। 2.3% था। हालांकि, परिणाम अभी भी प्राप्त किया गया था, जैसा कि हम ऊपर की छवियों से देख सकते हैं।

अनुसंधान और प्रयोगों की बारीकियों के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, मैं दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं कि आप वैज्ञानिकों की रिपोर्ट और इसके लिए अतिरिक्त सामग्रियों पर ध्यान दें।

उपसंहार

टिक-टैक-टू-डीएनए डीएनए टाइल्स का खेल मनोरंजन के लिए नहीं किया गया था, लेकिन एक बहुत ही गंभीर अध्ययन को प्रदर्शित करने की एक विधि के रूप में, डीएनए से निर्मित नैनोस्ट्रक्चर में तत्वों के विस्थापन की प्रक्रियाओं में हेरफेर करने की क्षमता का खुलासा किया गया था।

बेशक, बहुत कुछ पॉलिश किया जाना बाकी है: पुनर्संरचना की अंतिम दर को प्रभावित करने वाली सहायक टाइलों की संख्या, प्रतिक्रियाओं की दर, विस्थापन की सटीकता, संभावित विस्थापन विकल्पों का विस्तार, और निश्चित रूप से, पुन: योग योग्य डीएनए संरचना के आयामों में वृद्धि।

अब, कई वैज्ञानिक पहले से ही मानक बन चुकी प्रक्रियाओं के प्रदर्शन के लिए बहुत ही गैर-मानक और गैर-तुच्छ तंत्र पर अधिक ध्यान दे रहे हैं। सूचना का भंडारण और प्रसंस्करण, रोगों का निदान और उपचार, जैविक सहित जटिल प्रणालियों का अध्ययन - इन सभी प्रक्रियाओं को डीएनए का उपयोग करके किया जा सकता है, क्योंकि यह अविश्वसनीय रूप से छोटी वस्तु अविश्वसनीय गुण और विशेषताओं को छिपाती है जिन्हें हमें अभी तक प्रकट करना है।

वैसे, यह पता चला है कि यदि आप Google में "टिक-टैक-टो" क्वेरी दर्ज करते हैं, तो आप इस गेम को खेल सकते हैं। :) (मुझे नहीं पता कि किसी को कैसे, लेकिन मैंने पहले इस पर ध्यान नहीं दिया)



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