Met een nieuwe techniek die bekend staat als DNA-origami, vouwen onderzoekers lange DNA-strengen keer op keer op
De collage toont enkele van de technieken en ontwerpen die worden gebruikt in DNA-origami.
De DNA-origamitechniek die pionierde inCalifornia Institute of Technology in 2006, heeft het afgelopen decennium honderden nieuwe onderzoekers aangetrokken om ontvangers en sensoren te maken die ziekten in het menselijk lichaam kunnen detecteren en behandelen, de impact van verontreinigende stoffen op het milieu kunnen beoordelen en helpen bij tal van andere biologische toepassingen.
Hoewel de principes van DNA-origami eenvoudig zijn, zijn de tools ende technieken van deze techniek voor het creëren van nieuwe structuren zijn niet altijd gemakkelijk te begrijpen en zijn niet goed gedocumenteerd. Bovendien hadden wetenschappers die nieuw waren bij deze methode geen enkele referentie om naar de meest efficiënte manier te zoeken om DNA-structuren te bouwen en konden ze de valkuilen vermijden die maanden of zelfs jaren van onderzoek hadden kunnen vergen.
"We wilden alle instrumenten verzamelen,ontwikkeld door mensen, op één plek, en leggen uit wat niet in een traditioneel tijdschriftartikel kan worden gezegd. Recensieartikelen kunnen je alles vertellen wat iedereen heeft gedaan, maar ze vertellen je niet hoe mensen het hebben gedaan."
Jacob Majikes, onderzoeker bij het National Institute of Standards and Technology (NIST).
DNA-origami is gebaseerd op bekwaamheidcomplementaire basenparen van DNA-moleculen om aan elkaar te binden. Van de vier basen van DNA - adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en thymine (T) - bindt A aan T en G aan C. Dit betekent dat een bepaalde sequentie van As, Ts, Cs en Gs zal vinden en zal binden aan zijn add-on.
Door binding zijn korte DNA-strengen mogelijkfungeren als nietjes, houden delen van lange kettingen opgevouwen vast of verbinden afzonderlijke kettingen. Voor een typisch origami-ontwerp zijn mogelijk 250 nietjes nodig. Zo kan DNA zichzelf in verschillende vormen organiseren en een raamwerk op nanoschaal vormen, waaraan een reeks nanodeeltjes kan worden bevestigd, waarvan er vele worden gebruikt voor behandeling, biologisch onderzoek en milieumonitoring.
Volgens Magix is het gebruik van DNA-origamistaat voor twee problemen. Ten eerste creëren de onderzoekers driedimensionale structuren met basenparen A, G, T en C. Daarnaast gebruiken ze deze basenparen om de bekende dubbele helix van DNA-moleculen te draaien en af te wikkelen, zodat ze in specifieke vormen buigen. Het kan moeilijk zijn om te ontwerpen en te visualiseren. Majike en Liddle sporen onderzoekers aan om hun ontwerpintuïtie te versterken door 3D-mock-ups te maken, zoals sculpturen gemaakt met staafmagneten, voordat ze in productie gaan. Deze modellen, die kunnen laten zien welke aspecten van het vouwproces kritiek zijn en welke minder belangrijk, moeten vervolgens in 2D worden afgevlakt om compatibel te zijn met DNA-origami CAD-tools, die doorgaans 2D-representaties gebruiken.
DNA-vouwing kan op verschillende manieren worden gedaanop manieren, waarvan sommige minder effectief zijn dan andere, merkt Magix op. Sommige strategieën zijn zelfs gedoemd te mislukken. Liddle en Magikes zijn van plan om een paar extra manuscripten aan hun werk toe te voegen waarin wordt beschreven hoe ze met succes apparaten op nanoschaal met DNA kunnen maken.
Lees verder:
Het Ministerie van Volksgezondheid van Argentinië heeft gegevens bekendgemaakt over bijwerkingen bij degenen die Sputnik V.
Het vogelbekdier bleek een genetisch mengsel te zijn van zoogdieren, vogels en reptielen.
Het houtskoolpoeder werd met behulp van een magnetron in grafiet omgezet.
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen.