ПОШАГОВАЯ СБОРКА НАНОТРУБОК ИЗ ДНК

ПОШАГОВАЯ СБОРКА НАНОТРУБОК ИЗ ДНК

Исследователи из Университета МакГилл разработали новый дешевый способ блочного построения нанотрубок из ДНК. Результаты их работы могут оказать решающее влияние на построение шаблонов-модулей из нитей ДНК; такие модули могут найти применение в разных областях – изготовление оптических или электронных устройств или адресная доставка лекарственных препаратов.

Рисунок из Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/NCHEM.2184

Ранее многие исследователи, в том числе и исследователи из МакГилл, получали ДНК-нанотрубки с помощью методов, основанных на самопроизвольной самоорганизации ДНК в растворе. Предполагается, что архитектуры, построенные с помощью новой методики, будут содержать гораздо меньшее количество структурных дефектов и недостатков, чем архитектуры, основанные на самопроизвольной самоорганизации. Предложенный подход, связанный с применением контролируемых строительных блоков, позволит осуществлять более эффективный контроль размеров и формы надструктур из нуклеиновых кислот.

Один из авторов исследования, аспирант Амани Харири (Amani Hariri), сравнивает позволяющие получить надструктуры ДНК операции со строительными блоками с манипуляциями, которые приходится осуществлять при игре в «тетрис» - в обоих случаях, правильно ориентируя и/или вращая строительные блоки, появляется возможность дизайна той конфигурации, которая нужна оператору. По словам Харири, поскольку в каждый строительный блок введена флуоресцирующая метка, флуоресцентная микроскопия позволяет визуализировать образование нанотрубок на каждом из отдельных этапов сборки такой наноструктуры, подсчитывая количество строительных блоков в строящейся нанотрубке.

Реализация новой методики стала возможной благодаря достижениям последних лет в области микроскопии отдельных молекул, позволяющей исследователям открыть окно в наномир и работающей за счет контролируемого включения и выключения флуоресцентной метки, введенной в отдельную молекулу (за работы в области «наноскопии» в 2014 году была присуждена Нобелевская премия по химии).

Руководители исследования Харири – профессора Гонзало Коза (Gonzalo Cosa) и Ханади Слейман (Hanadi Sleiman). Коза – специалист по мономолекулярным флуоресцентным методикам, а в исследовательские интересы Слейман входит применение ДНК для создания новых систем, позволяющих их использование в качестве диагностических инструментов или осуществление адресной доставки лекарственных препаратов – именно объединение двух, казалось бы, различных направлений исследования в итоге и позволило получить новые элегантные результаты.

Слейман подчеркивает, что полученные в результате работы «дизайнерские» нанотрубки из ДНК кажутся более дешевыми в плане производства, чем те надструктуры из ДНК, которые получают с помощью метода «ДНК-оригами», другой методологии получения супрамолекулярных архитектур из полинуклеотидов.

Источник: Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/NCHEM.2184