DNA Origami İçin Yazılım

Origami, Japon kâğıt katlama sanatına verilen isimdir. DNA moleküllerinin katlanarak nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeğinde yapıların inşa edilmesiyse DNA origami olarak adlandırılıyor. Geçmişte DNA origami, sadece konu hakkında uzmanlaşmış bilim insanlarının yapabileceği, önemli bilgi birikimi ve tecrübe isteyen bir işti. Ancak Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Arizona Eyalet Üniversitesi’nde çalışan bir grup araştırmacı tarafından geliştirilen bir program sayesinde artık herhangi birisinin DNA origamiyle herhangi bir şekilde yapılar üretmesi mümkün hale geldi. PERDIX adı verilen program internet üzerinden indirilebiliyor. Konu ile ilgili bir makale Dr. Hyungmin Jun ve arkadaşları tarafından Science Advances’ta yayımlandı.

DNA origamiyle herhangi bir yapıyı üretmek için ilk önce bir bilgisayar programı kullanılarak yapının şekli çiziliyor ve CAD (bilgisayar destekli çizim) dosyasına dönüştürülüyor. Daha sonra bu CAD dosyası PERDIX yazılımına girdi olarak veriliyor ve arzu edilen şekli üretecek DNA dizilerini belirlemesi isteniyor. Diziler belirlendikten sonra geriye sadece üretimin yapılması kalıyor. Elde edilen 10-100 nanometre büyüklüğündeki yapılar haftalarca, hatta aylarca bir tampon çözeltinin içinde bozulmadan kalabiliyor.

DNA origamiyle üretilen yapılardan çeşitli amaçlarla bilimsel araştırmalarda yararlanmak mümkün. Örneğin bağışıklık sistemi hücrelerinin vücuda giren yabancı maddeleri nasıl tanıdığı hakkında bugün çok az şey biliniyor. Gelecekte DNA origamiyle üretilen yapıların üzerindeki belirli konumlara bağışıklık sisteminin tepki vermesine neden olan çeşitli maddeler ekleyerek bu konu hakkında araştırmalar yapmak mümkün olabilir. Bir başka uygulama alanıysa, fotosentezdekine benzer biçimde, ışığı toplayan devreler üretmek. Araştırmacılar, bu amaçla kromofor olarak adlandırılan ışığa duyarlı molekülleri üretilen yapıların üzerine ekliyorlar. Bu devrelerin basit işlemler yapabilen kuantum bilgisayarlarında kullanılması da mümkün olabilir. Eğer gerçekleştirilebilirse oda sıcaklığında çalışan ilk kuantum bilgisayarı devreleri DNA origamiyle üretilecek bu devreler olacak.