ДНК тетраэдры созданы в лаборатории

Благодаря своей уникальной двойной спиральной структуре из ДНК имеется возможность построить  и использовать пространственную форму в качестве базового материала

Благодаря своей уникальной двойной спиральной структуре из ДНК имеется возможность построить  и использовать пространственную форму в качестве базового материала для программируемых наноразмерных архитектур. Такой  объёмный комплекс ДНК может иметь множество вариантов применения, включая  своеобразные ДНК наномоторы для  доставки биодатчиков и лекарств.  Данное  исследование является боьшим шагом вперед, так как удалось создать тетраэдр нанометрового размера из одной нити ДНК, используя метод, который имеет значительные преимущества для сборки аналогичных структур в больших масштабах.

Исследователи из Университета штата Аризона и Гонконгского университета науки и технологии ,опубликовали свои результаты ещё в 2009 году в очередном выпуске журнала Американского химического общества. Как объясняют исследователи, в настоящее время количество различных искусственных ДНК конструкций постоянно растет. Но до сих пор создавались 3D наноструктуры ДНК только из нескольких нитей (олигонуклеотиды) с заданной последовательностью. В этом новом исследовании, международный коллектив учёных показал, что ДНК-тетраэдры могут теперь быть самостоятельно собранными только из одной нити ДНК. Кроме того, они продемонстрировали метод воспроизведения ДНК тетраэдров в живом организме, который может быть применен  для разработки и распространению других наноструктур ДНК в будущем.

В своём интервью PhysOrg.com один из учёных Ян Ми сказал: “Полученные нами 3D наноструктуры, которые могут быть воспроизведены в естественных условиях, способны многое нам рассказать о мощных механизмах природы. ДНК-наноструктуры могут служить своеобразными строительными лесами для создания других материалов с контролируемым пространственным расположением. Изучение и настройка пространственной зависимости и взаимодействия биомолекулярных  наноматериалов  может быть проведена найденным нами способом”.

ДНК тетраэдры  из четырех треугольных граней были построены из одной нити ДНК, что составило 286 нуклеотидов  в длину.  Шесть ребер тетраэдра состоят из двойных спиралей: пять были идентичны двойной спирали, а шестое ребро было более сложной структуры – оно состояло из “двойной двойной спирали”.  Четыре из этих ребер  содержат расщепляемые элементы - последовательности нуклеотидов в центре, а все четыре вершины состоят из нечетного основания тимина, чтобы иметь достаточную гибкость для укладки в этих углах. После этого исследователи отжигали ДНК. При отжиге ДНК самоорганизовывалась в тетраэдр с длиной ребра семь нанометров. После подтверждения успешной сборки ДНК тетраэдра, исследователи разработали метод репликации наноструктур для использования в естественных условиях с целью клонирования и получения наноструктур в больших масштабах.  

Применение всего одной нити ДНК, по словам авторов, позволяет значительно упростить процесс изготовления тетраэдров; в ближайшем будущем ученые намерены создать многогранники других типов, а также модифицировать технологию и перейти к использованию РНК.