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.
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.
Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/NCHEM.2184
http://www.chemport.ru/datenews.php?news=3832