Новости химической науки > Коробочки из ДНК

Исследователи из Дании получили наноразмерную коробку из молекул ДНК, которая может открываться и закрываться под воздействием «ключей» – коротких нитей ДНК. Изменение природы этих ключей позволит использовать такие нанокоробочки в роли сенсоров, систем для доставки лекарств и компонентов для молекулярных компьютеров.

Отображенные синим и оранжевым цветами цепочки ДНК могут открывать коробочки, переключая цвет флуоресцентного индикатора с красного на зеленый. (Рисунок Nature 2009 DOI:10.1038/nature07971)

Йорген Кйемс (Jørgen Kjems) и Курт Готелф (Kurt Gothelf) из датского Университета Аарус перенесли известную методику, имеющую название «оригами из ДНК» («DNA origami») в новое измерение. Методика, о которой идет речь, обычно используется для создания двумерных систем наноструктур из сотен коротких цепочек ДНК, сборку таких структур обычно осуществляют на твердой подложке.

Для получения трехмерной полой наноструктуры исследователи использовали длинную замкнутую цепь ДНК, выделенную из бактериофага M13. Бактериофаг M13 представляет собой дешевый источник моноцепочечных молекул ДНК, а размеры его ДНК идеально подходят для получения многомерных наноструктур. Исследователи провели компьютерный анализ для выяснения правильных комбинаций коротких комплементарных последовательностей ДНК, которые необходимо заставить взаимодействовать с циклической ДНК для получения наноразмерного ящика желаемой формы. Затем ДНК вируса M13 смешали с 220 короткими цепочками, нагревали эту смесь в течение часа, после чего самоорганизация приводила к образованию наноразмерных коробочек.

Исследователи также разработали способ, позволяющий открывать или закрывать коробочки, дополнительно введя в систему несколько коротких цепочек ДНК, образовавших «замки» для нанокоробки. Взаимодействие «замков» с короткими ДНК – «ключами» позволяет отпирать замки и открывать крышку коробочки. Флуоресцентная метка, привитая к крышке нанокоробочки, подает красный сигнал, если коробка закрыта и зеленый – когда она открыта.

Источник: Nature 2009 DOI:10.1038/nature07971

метки статьи: #биохимия, #нанотехнологии, #химия полимеров