طراحی ساختارهای نانو آر ان‌ ای مصنوعی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، از «فیز»، مولکول «آر ان ای» بطور متداول به عنوان یک پیام‌رسان بین «دی ان ای» و پروتئین شناخته می‌شود، اما همچنین می‌تواند خم شود و به ماشین‌های مولکولی پیچیده تبدیل شود.
«ریبوزوم» (ribosome) مثالی از یک ماشین آر ان‌ای طبیعی است که به عنوان یک کارخانه پروتئین در همه سلول‌ها عمل می‌کند. محققان در مرکز علوم نانو (iNANO) / در کشور دانمارک، با الهام از ماشین‌های آر ان‌ای طبیعی یک شیوه موسوم به «اریگامی آر ان ای» (RNA origami) ابداع کرده اند که امکان طراحی ساختار‌های نانو آر ان‌ای مصنوعی را فراهم می‌سازد.
این شیوه از هنر ژاپنی تا زدن کاغذ (اریگامی) الهام گرفته است که می‌تواند کاغذ را با تا زدن به شکل‌های مشخصی مانند یک پرنده کاغذی تبدیل کند. مقاله تحقیقی منتشر شده در نشریه «فناوری نانو طبیعت» توصیف می‌کند که چگونه روش اریگامی آر ان‌ای برای طراحی ساختار‌های نانویی آر ان‌ای با ویژگی میکروسکوپی کریو-الکترونی (Cryo-EM) استفاده شده است.
میکروسکوپی کریو-الکترونی شیوه‌ای برای تعیین ساختار سه بُعدی مولکول‌های زیستی است و از این طریق کار می‌کند که نمونه را با چنان سرعتی سرد می‌کنند که زمان برای تشکیل بلور‌های یخی وجود ندارد و به این معنی است که مولکول‌های زیستی یخ زده با میکروسکوپ الکترونی با دقت بیشتری قابل مشاهده هستند.
تصاویر هزاران مولکول را می‌توان روی یک رایانه به نقشه سه‌بعدی تبدیل کرد که برای ساختن یک مدل اتمی از مولکول استفاده می‌شود. تحقیقات cryo-EM بینش‌های ارزشمندی درباره ساختار مبسوط اریگامی آر ان‌ای فراهم می‌سازد که بهینه‌سازی فرایند طراحی را در پی دارد و به شکل‌های مطلوب‌تری منجر می‌شود.
«ابی اسلات اندرسون» استاد iNANO در دانشگاه «آرهوس» (Aarhus) می‌گوید: با بازخورد‌های دقیق از cryo-EM اکنون این فرصت را داریم تا طراحی‌های مولکولی خود را بهتر تنظیم کنیم و ساختار‌های نانویی با پیچیدگی بیشتری را بسازیم.
این محققان برای نشان دادن تشکیل شکل‌های پیچیده، آر ان‌ای راست گوشه و سیلندر‌ها را ترکیب کردند تا یک شکل «نانوماهواره» چند وجهی ایجاد کنند که از تلسکوپ فضایی هابل الهام گرفته است.
تحقیقات مربوط به اریگامی‌های آر ان‌ای به بهبود طراحی عقلانی مولکول‌های آر ان‌ای برای کاربرد در پزشکی و بیولوژی مصنوعی یاری می‌رساند. یک کنسرسیوم جدید بین‌رشته‌ای با نام COFOLD با حمایت «بنیاد نوو نوردیسک» به تحقیقات درباره فرایند‌های خم شدگی آر ان‌ای با مشارکت محققانی از علوم رایانه، شیمی، بیولوژی مولکولی و میکروبیولوژی ادامه خواهد داد.