Інженер NASA, який став відеоблогером, Марк Робер об’єднався з вченими з Каліфорнійського інституту Салка та Університету Брігама Янга, щоб створити найменші в історії моделі бластера Nerf Gun, одна з яких була побудована з модифікованих ланцюжків ДНК.
До цього Роберт сім років працював над ровера NASA Curiosity в Лабораторії реактивного руху агентства, а потім використав свій інженерний талант і схильність до витівок для створення вірусного каналу на YouTube, який на момент написання новини налічував понад 25,9 млн підписників. Сім років тому Роберт став популярним після того, як створив найбільший в історії Nerf Gun. Для свого нового відео він взяв ту саму концепцію і почав рухатися у протилежному напрямку, попросивши вчених створити одні з найменших моделей пістолетів Nerf за всю історію.
Перш за все, ютубер звернувся до своєї альма-матер, Університету Брігама Янга, і попросив команду студентів на чолі з професором Ларрі Л. Хауеллом розробити повністю функціональну мініатюрну зброю, яка б вміщалася на людському пальці. Крихітний масштаб, який Роберт передбачив для проєкту, означав, що неможливо створити модель, використовуючи комбінацію рухомих частин і пружин, які дозволяють звичайному пістолету Nerf Gun стріляти пінопластовими кулями з повітряним рушієм.
Замість цього команда вирішила сконструювати свій міні-бластер з одного 3D-друкованого блоку, щоб уникнути проблем з тертям між рухомими частинами. Кінцевим результатом стала повністю функціональна модель, яка могла вистрілити однією кулею за допомогою серії вбудованих пружин довжиною всього пару сантиметрів.
Потім Роберт відніс проєкт до університетської лабораторії мікромеханізмів, де з вуглецевих нанотрубок виростили мікроскопічну функціональну версію, у 100 разів меншу за звичайний пістолет Nerf. Цей примірник був настільки крихітним, що його буквально затьмарювала мураха, і стріляти з нього можна було лише за допомогою голки роботизованого мікроманіпулятора. Потім вчені використали технологію синтезу вуглецевих нанотрубок, щоб виростити обриси Nerf Gun, які були в 10 000 разів менші за оригінал, шириною в п’яту частину людської волосини, і потребували електронного мікроскопа, щоб їх розглянути.
На останньому етапі свого прагнення створити найменший бластер, Роберт звернувся до команди вчених з Інституту Салка на чолі з доцентом Паллавом Косурі і запитав їх, чи можуть вони створити контур такої зброї з нічого, окрім ниток дезоксирибонуклеїнової кислоти, або ДНК. Більшість ДНК утворює подвійну спіраль, коли дві окремі нитки, що містять мільярди комплементарних хімічних основ, зв’язуються разом.
Лабораторія доктора Косурі спеціалізується на маніпулюванні основами окремих ниток ДНК, відомих як риштовані нитки, таким чином, щоб змусити їх приєднуватися одна до одної і формувати заздалегідь визначені форми. Ці нитки фіксуються на місці меншими за розміром основними нитками, які, по суті, слугують структурними опорами, що не дають збірці розпастися на шматки.
Використовуючи цю техніку, команда Косурі змогла комп’ютерно змоделювати контур пістолета, а потім змішала трильйони маніпульованих ланцюгів ДНК-скафолду разом з квадрильйонами скріплюючих ланцюгів у розчині, де вони могли природним чином об’єднатися і сформувати правильну форму. Через півтори години успішно об’єднані ДНК-Nerf були відокремлені від невдалих ниток.
Кінцевим результатом стала крапля води, що містила 1,2 трлн структур ДНК, які, при розгляді під атомно-силовим мікроскопом, виявили обриси бластерів, які були приблизно в три мільйони разів менші за оригінал. За словами Роберта, кожна з пістолетів була приблизно в дві тисячні ширини людської волосини і складалася лише з кількох тис. атомів.
За словами Косурі, витівки Роберта з Nerf наштовхнули його команду на думку про подібні способи маніпуляцій з ДНК, які можна було б використати як систему доставки ліків для лікування хвороб.
Читайте також: