Использование ДНК-оригами для создания наноустройств будущего

Ученые исследуют способы использования синтетической ДНК в качестве строительного блока для более мелких и быстрых устройств. ДНК обладает преимуществом — она изначально «закодирована». Каждая нить ДНК состоит из одного из четырех «кодов», которые могут связываться только с одним комплементарным кодом, соединяя таким образом две нити ДНК. Ученые используют это свойство, чтобы манипулировать и «складывать» ДНК, формируя «наноструктуры-оригами»: чрезвычайно малые двух- и трехмерные формы, которые затем можно использовать как строительный материал для создания наноустройств, например, наномоторов для целевой доставки лекарств в организме.

Несмотря на прогресс в этой области, сборка единиц ДНК-оригами в более крупные структуры остается сложной задачей.

Команда ученых из Института комплексных исследований клеточно-материальных наук (iCeMS) Киотского университета разработала подход, который может приблизить нас к наномашинам будущего.

Они использовали двойной слой липидов (жиров), содержащий как положительный, так и отрицательный заряд. Структуры ДНК-оригами слабо адсорбировались на липидный слой за счет электростатического взаимодействия. Слабая связь между структурами оригами и липидным слоем позволила им двигаться более свободно, чем в других разработанных учеными подходах, что облегчило их взаимодействие друг с другом для сборки в более крупные структуры.

«Мы ожидаем, что наш подход еще больше расширит потенциальные применения структур ДНК-оригами и их сборок в областях нанотехнологий, биофизики и синтетической биологии», — говорит химический биолог, профессор Хироши Сугияма из iCeMS.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications 27 августа 2015 года.