I en ny teknik som kallas DNA-origami viker forskarna om och om igenlånga DNA-strängar till
Collaget visar några av de tekniker och mönster som används i DNA-origami.
DNA-origami-tekniken var banbrytande inomCalifornia Institute of Technology under 2006 har lockat hundratals nya forskare under det senaste decenniet för att skapa mottagare och sensorer som kan upptäcka och behandla sjukdomar i människokroppen, bedöma påverkan av föroreningar på miljön och hjälpa till i en mängd andra biologiska tillämpningar.
Även om principerna för DNA-origami är enkla, är verktygen ochteknikerna för denna teknik för att skapa nya strukturer är inte alltid lätta att förstå och har inte varit väldokumenterade. Dessutom hade forskare som är nya för denna metod inte en enda referens att vända sig till för att hitta det mest effektiva sättet att bygga DNA-strukturer och kunde undvika de fallgropar som kunde ha tagit månader eller till och med år av forskning.
– Vi ville samla alla verktyg som människan utvecklat på ett ställe och förklara saker som inte går att säga i en traditionell tidskriftsartikel.Översiktsartiklar kan berätta allt som alla har gjort, men de kommer inte att berätta det för dighur folk gjorde det."
Jacob Magikes, forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST).
DNA-origami bygger på förmågakomplementära baspar av DNA-molekyler för att binda till varandra. Bland de fyra baserna av DNA - adenin (A), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T) - A binder till T och G till C. Detta innebär att en viss sekvens av As, Ts, Cs och Gs kommer att hitta och kommer att binda till dess tillägg.
Bindning möjliggör korta DNA-strängarfungera som häftklammer, håll sektioner av långa kedjor vikta eller förbinda enskilda kedjor En typisk origami-design kan kräva 250 häftklamrar. Således kan DNA självorganisera i olika former och bilda ett ramverk i nanoskala, till vilket en uppsättning nanopartiklar kan fästas, varav många används för behandling, biologisk forskning och miljöövervakning.
Enligt Magix, användningen av DNA-origamistår inför två problem. För det första skapar forskarna tredimensionella strukturer med baspar A, G, T och C. Dessutom använder de dessa basparklammer för att vrida och varva ner den välbekanta dubbla spiralen av DNA-molekyler så att de böjer sig i specifika former. Det kan vara svårt att designa och visualisera. Majike och Liddle uppmanar forskare att stärka sin designintuition genom att skapa 3D-mock-ups, till exempel skulpturer gjorda med stavmagneter, innan de går i produktion. Dessa modeller, som kan visa vilka aspekter av vikningsprocessen som är kritiska och vilka som är mindre viktiga, bör sedan planas ut i 2D för att vara kompatibla med DNA-origami CAD-verktyg, som vanligtvis använder 2D-representationer.
DNA-vikning kan göras på olika sättpå sätt, av vilka vissa är mindre effektiva än andra, konstaterar Magix. Faktum är att vissa strategier kan dömas att misslyckas. Liddle och Magikes planerar att lägga till några ytterligare manuskript till sitt arbete som beskriver hur man framgångsrikt skapar nanoskalaenheter med DNA.
Läs mer:
Argentinas hälsovårdsministerium avslöjade uppgifter om biverkningar hos dem som fick Sputnik V.
Platypus visade sig vara en genetisk blandning av däggdjur, fåglar och reptiler.
Kolpulvret omvandlades till grafit med användning av en mikrovågsugn.
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.