У новій техніці, відомій як ДНК-орігамі, дослідники складають знову і зновудовгих ланцюгів ДНК до
Колаж показує деякі методи і конструкції, які використовуються в ДНК-орігамі.
Методика ДНК-орігамі, вперше застосована вКаліфорнійському технологічному інституті в 2006 році, за останнє десятиліття привернула сотні нових дослідників, які прагнуть створити приймачі і датчики, які могли б виявляти і лікувати хвороби в організмі людини, оцінювати вплив забруднюючих речовин на навколишнє середовище і допомагати в безліч інших біологічних додатків.
Хоча принципи ДНК-орігамі прості, інструменти таметоди цієї техніки для створення нових структур не завжди легко зрозуміти, і вони не були добре задокументовані. Крім того, у вчених, погано знайомих з цим методом, не було єдиного довідника, до якого вони могли б звернутися, щоб знайти найбільш ефективний спосіб побудови структур ДНК і могли уникнути пасток, на які можна було б витратити місяці або навіть роки досліджень.
«Ми хотіли зібрати всі інструменти, розроблені людьми, в одному місці і пояснити речі, які не можна сказати в традиційній журнальній статті.Оглядові статті можуть розповісти вам про все, що всі зробили, але вони не розкажуть вамяк люди це зробили».
Джейкоб Магікс, науковий співробітник Національного інституту стандартів і технологій (NIST).
ДНК-орігамі грунтується на здатностікомплементарних пар основ молекул ДНК зв'язуватися один з одним. Серед чотирьох основ ДНК - аденіну (A), цитозину (C), гуаніну (G) і тиміну (T) - A зв'язується з T, а G з C. Це означає, що певна послідовність As, Ts, Cs і Gs знайде і прив'яже до свого додатком.
Зв'язування дозволяє коротким ланцюгах ДНКдіяти як скоби, утримуючи ділянки довгих ланцюгів складеними або поєднуючи окремі ланцюга. Типовий дизайн орігамі може зажадати 250 скоб. Таким чином, ДНК може самоорганізовуватися в різні форми, утворюючи нанорозмірний каркас, до якого може приєднуватися набір наночастинок, багато з яких використовуються для лікування, біологічних досліджень і моніторингу навколишнього середовища.
За словами Маджікса, використання ДНК-орігамістикається з двома проблемами. По-перше, дослідники створюють тривимірні структури, використовуючи пари підстав A, G, T і C. Крім того, вони використовують ці скоби для пар основ, щоб скручувати і розкручувати знайому подвійну спіраль молекул ДНК, так що вони згинаються в певні форми. Це може бути складно спроектувати і візуалізувати. Маджайк і Ліддл закликають дослідників зміцнити свою дизайнерську інтуїцію, створюючи тривимірні макети, такі як скульптури, зроблені за допомогою стрижневих магнітів, до того, як вони почнуть виробництво. Ці моделі, які можуть показати, які аспекти процесу згортання є критичними, а які менш важливими, потім слід їх «сплюснути» в 2D, щоб вони були сумісні з інструментами автоматизованого проектування для ДНК-орігамі, які зазвичай використовують двовимірні уявлення.
Згортання ДНК може бути виконано різнимиспособами, деякі з яких є менш ефективними, ніж інші, зазначає Маджікс. Насправді деякі стратегії можуть бути приречені на провал. Ліддл і Маджікес планують доповнити свою роботу декількома додатковими рукописами, в яких детально описується, як успішно створювати нанорозмірні пристрої з ДНК.
Читати ще:
МОЗ Аргентини розкрив дані про побічні ефекти у отримали «Супутник V».
Качконіс виявився генетичної сумішшю ссавців, птахів і рептилій.
Вугільний порошок перетворили в графіт за допомогою мікрохвильової печі.
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять.