Il gioco più piccolo al mondo di Tic-Tac-Toe si gioca usando il DNA e richiede sei giorni per essere completato, ma il gioco era molto più che incoronare un vincitore, spiega Kristin Houser per il futurismo .
La nuova tecnica utilizzata per creare il gioco consente agli scienziati di riorganizzare liberamente le strutture del DNA, cosa che non era mai stata fatta prima. E la tecnologia alla base di questa manipolazione del DNA ha implicazioni nel mondo reale, poiché i ricercatori stanno attualmente sviluppando e perfezionando la nanotecnologia del DNA in grado di completare compiti come la consegna di farmaci e l'organizzazione di carichi molecolari.
Il DNA è costituito da quattro molecole di base chiamate adenina, citosina, guanina e timina (A, C, G e T). A tende ad accoppiarsi con T, mentre C si accoppia con G. Un filo di ATTAGCA, per esempio, si accoppierebbe quindi con TAATCGT, come scrive Jennifer Ouellette per Ars Technica . I ricercatori del California Institute of Technology, o Caltech, hanno attinto a questi schemi di accoppiamento del DNA stabiliti per manipolare i fili e costringerli a varie forme correlate a Tic-Tac-Toe, il team riferisce in un recente studio di Nature Communications .
La tecnica, nota come origami del DNA, ha permesso ai ricercatori di "dipingere" la versione più piccola del mondo della "Gioconda" di Leonardo da Vinci nel 2017, ma presentava alcuni inconvenienti: bloccare i filamenti di DNA e impedire ai ricercatori di manipolare ulteriormente la loro forma, come spiega Houser del futurismo .
Il gioco Tic-Tac-Toe elude questa complicazione usando una seconda tecnica chiamata spostamento del filo del DNA. Con questo approccio, gli scienziati sfruttano nuovamente gli schemi di accoppiamento del DNA. Un filamento di DNA di ATTAGCA, ad esempio, abbandonerà una corrispondenza parziale di TAATACC per una corrispondenza completa, o, se non disponibile, semplicemente migliore.
Nel documento, i ricercatori confrontano lo spostamento del filamento con la datazione, o piuttosto il lungo processo di scelta e sostituzione di un partner basato su interessi condivisi.
Funziona in questo modo: considera una coppia di nome Jenna e Joel. Entrambi adorano guardare film in lingua straniera, provare la cucina internazionale e giocare a prendere con i loro cani da compagnia. Ma arriva James, un individuo che non solo gode di tutte le attività di cui sopra, ma condivide anche la propensione di Jenna per la pittura. Attirato da questa ulteriore passione condivisa, Jenna lascia Joel per James. In questo scenario, Joel è ora il filo spostato, senza intoppi e solo.
Nel gioco, lo spostamento del filo del DNA funziona in combinazione con tessere autoassemblanti, una tecnologia più semplice che trova pezzi di gioco quadrati allineati con fili di DNA specifici che agiscono in modo simile a pezzi di puzzle. "Ogni piastrella ha il suo posto nell'immagine assemblata" di una griglia 3x3, osserva una nota della stampa Caltech, "e si adatta solo a quel punto".
Secondo Michael Irving del Nuovo Atlante, i giocatori - in questo caso gli scienziati - hanno scambiato queste nove tessere di gioco vuote con pezzi segnati con una X o una O. Per fare ciò, hanno semplicemente introdotto una tessera "contrassegnata" con una più forte legame rispetto alla tessera vuota esistente; una tessera X posizionata nell'angolo in alto a sinistra, ad esempio, potrebbe offrire un accoppiamento perfetto per le tessere vuote che circonda, permettendo così a un giocatore di sostituire una tessera vuota contenente solo una corrispondenza parziale. Ogni giocatore ha ricevuto nove tessere, una per ogni posto sul tabellone, e ogni tessera si inserisce in un solo punto.
Alla fine, il gioco è durato sei giorni (come nota Irving, ci vuole tempo perché i filamenti di DNA si leghino e si sciolgano). Il giocatore X è emerso vittorioso, creando una tempesta perfetta di tre tessere X sul fondo del tabellone.
"Quando si ottiene una gomma a terra, probabilmente la si sostituirà invece di acquistare una nuova auto. Tale riparazione manuale non è possibile per le macchine su scala nanometrica", afferma il co-autore dello studio Grigory Tikhomirov. "Ma con questo processo di spostamento delle piastrelle che abbiamo scoperto, diventa possibile sostituire e aggiornare più parti di macchine progettate su scala nanometrica per renderle più efficienti e sofisticate".
