शोधकर्ताओं ने डीएनए बूंदों के भीतर एक पूर्व में अज्ञात प्रकार की आणविक गति की खोज की है, जो संभावित रूप से कोशिका प्रक्रियाओं की हमारी समझ में क्रांति ला सकती है और उन्नत बायोमैटेरियल के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकती है। यह खोज चिकित्सा और सामग्री विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति का कारण बन सकती है।
जोहान्स गुटेनबर्ग यूनिवर्सिटी मेनज़, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलीमर रिसर्च और यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास एट ऑस्टिन के वैज्ञानिकों ने देखा है कि अतिथि अणु, जब डीएनए पॉलिमर से बनी बूंदों में प्रवेश करते हैं, तो बेतरतीब ढंग से विसरित नहीं होते हैं। इसके बजाय, वे एक व्यवस्थित तरीके से बूंदों से गुजरते हैं, एक तेज, लहरदार मोर्चे का निर्माण करते हैं। जेजीयू के रसायन विज्ञान विभाग के वीक्सियांग चेन बताते हैं, "यह पूरी तरह से अप्रत्याशित व्यवहार है।" उनके निष्कर्ष जर्नल नेचर नैनो टेक्नोलॉजी में प्रकाशित हुए थे।
क्लासिक प्रसार मॉडल में, तरल पदार्थों में अणु धीरे-धीरे फैलते हैं। उदाहरण के लिए, जब पानी में नीले रंग की एक बूंद मिलाई जाती है, तो रंग धीरे-धीरे बिखर जाता है। हालांकि, डीएनए बूंदों में अतिथि अणु अलग व्यवहार करते हैं। जेजीयू के रसायन विज्ञान विभाग के प्रोफेसर डॉ. एंड्रियास वाल्थर के अनुसार, "अणु एक संरचित और नियंत्रित तरीके से चलते हैं जो शास्त्रीय मॉडल का खंडन करता है, एक आणविक तरंग या एक चलती सीमा जैसा दिखता है।"
अनुसंधान टीम ने हजारों एकल डीएनए स्ट्रैंड से बनी बूंदों का उपयोग किया, जिसे बायोमोलेक्यूलर कंडेनसेट भी कहा जाता है। इन बूंदों की अनूठी विशेषता यह है कि उनके गुणों को डीएनए संरचना और नमक सांद्रता जैसे मापदंडों का उपयोग करके सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है। इन बूंदों का जैविक कोशिकाओं में भी महत्व है, जो झिल्लियों के बिना जटिल जैव रसायन को व्यवस्थित करने के लिए समान संघनन का उपयोग करती हैं। चेन का कहना है, "इस प्रकार हमारी सिंथेटिक बूंदें प्राकृतिक प्रक्रियाओं की नकल करने और बेहतर ढंग से समझने के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल सिस्टम बनाती हैं।" शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए "अतिथि" डीएनए स्ट्रैंड को डीएनए बूंदों में पेश किया, जो विशेष रूप से बूंदों के अंदर की पहचान कर सकते हैं और उससे बंध सकते हैं। अतिथि अणुओं की उपन्यास गति ताला-चाबी सिद्धांत के लिए जिम्मेदार है, जहां जोड़े गए डीएनए और बूंद में मौजूद डीएनए एक दूसरे से बंधते हैं। चेन के अनुसार, यह एक गतिशील स्थिति बनाता है, जो नरम सामग्री में एक पूरी तरह से नई घटना है।
ये निष्कर्ष न केवल नरम सामग्री के भौतिकी को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं, बल्कि कोशिकाओं में रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए भी महत्वपूर्ण हैं। वाल्थर सुझाव देते हैं, "वे इस बात को समझने में लापता पहेली के टुकड़ों में से एक हो सकते हैं कि कोशिकाएं संकेतों को कैसे विनियमित करती हैं और आणविक घटनाओं को कैसे व्यवस्थित करती हैं।" यह न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के इलाज के लिए विशेष रूप से दिलचस्प है, जहां प्रोटीन कोशिका नाभिक से कोशिका द्रव्य में चले जाते हैं और संघनन बनाते हैं। जैसे-जैसे ये उम्र बढ़ती हैं, वे एक गतिशील से अधिक ठोस अवस्था में बदल जाते हैं, जिससे समस्याग्रस्त तंतु बनते हैं। वाल्थर निष्कर्ष निकालते हैं, "यह कम से कम कल्पना की जा सकती है कि इन उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं को हमारी खोजों की मदद से प्रभावित किया जा सकता है, जो न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के लिए दीर्घकालिक में एक पूरी तरह से अलग उपचार विकल्प खोलेगा।"