Структуры мета-ДНК трансформируют мир нанотехнологий ДНК

Команда ученых из ASU и Шанхайского университета Jiao Tong (SJTU) во главе с Хао Яном, профессором Милтона Глика ASU в Школе молекулярных наук и директором Центра молекулярного дизайна и биомиметики Института биодизайна ASU, объявила о создании нового типа структур мета-ДНК, которые откроют области оптоэлектроники (включая хранение и шифрование информации).

Общеизвестно, что предсказуемая природа пар оснований Уотсона-Крика и структурные особенности ДНК позволили использовать ДНК в качестве универсального строительного блока для создания сложных наноразмерных структур и устройств.

«Вехой в технологии ДНК, безусловно, стало изобретение ДНК-оригами, где длинная одноцепочечная ДНК (оцДНК) складывается в заданные формы с помощью сотен коротких основных цепей ДНК», – пояснил Ян. «Однако было сложно собрать архитектуру ДНК большего размера (от микрона до миллиметра), что до недавнего времени ограничивало использование ДНК-оригами». Новые структуры микронного размера имеют ширину порядка человеческого волоса, что в 1000 раз больше, чем исходные наноструктуры ДНК».

«В этом текущем исследовании мы разработали универсальную стратегию «мета-ДНК» (М-ДНК), которая позволила различным структурам ДНК размером от микрометра до микрометра самособираться аналогично тому, как простые короткие нити ДНК самоорганизуются в наноразмерный уровень», – сказал Ян.

Группа продемонстрировала, что наноструктура оригами ДНК из 6 спиралей в субмикрометровом масштабе (мета-ДНК) может быть использована в качестве увеличенного аналога одноцепочечной ДНК (оцДНК) и что две мета-ДНК, содержащие комплементарные «мета-ДНК» пары оснований могли образовывать двойные спирали с запрограммированной направленностью и шагом спирали.

Используя строительные блоки мета-ДНК, они построили серию архитектур ДНК от субмикронного до микрометрового масштаба, включая мета-многорукавные соединения, трехмерные многогранники и различные двухмерные / трехмерные решетки. Они также продемонстрировали иерархическую реакцию смещения цепи мета-ДНК для передачи динамических свойств ДНК мета-ДНК.

Источник

Метки: ДНК