Новости химической науки > «Наномяч» из молекул ДНК

Исследователи под руководством Гюнтера фон Кидровски (Günter von Kiedrowski) из Университета Рура получили додекаэдр из строительных блоков ДНК. Новые объекты образуются за счет самоорганизации 20 отдельных трисолигонуклеотидов и трех коротких цепей ДНК.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., doi: 10.1002/anie.200702682

Для получения полого додекаэдрического объекта из молекул ДНК исследователи использовали 20 «треногих» строительных блока (три цепи ДНК, связанные в одной точки). Центры этих строительных блоков представляют собой вершины додекаэдра. Три грани, исходящие из каждой вершины, образуются, когда моноцепь ДНК связывается с двумя соседними компонентами, образуя двойную, комплементраную цепь.

Чтобы самморганизация ДНК привел к образованию додекаэдра, а не другого геометрического объекта, все используемые нити ДНК должны обладать индивидуальной первичной структурой. Помимо этого, в их структуре должны встречаться пары, способные к организации комплементарного взаимодействия различных цепей ДНК.

С помощью компьютерного моделирования исследователи подобрали набор из 30 независимых и близких по физическим свойствам последовательностей ДНК, длиной по 15 нуклеотидных пар. Также было смоделировано размещение комплементарно связанных последовательностей на гранях и вершинах смоделированного октаэдра. Такая модель позволила исследователям подобрать те одноцепочечные последовательности, которые надо было синтезировать для получения ДНК-додекаэдра.

Твердофазный синтез позволил получить 20 смоделированных олигонуклеотидов. «Треногие» строительные блоки получали за счет связывания нитей олигонуклеотидов и шестичдленным кольцом. Смешение строительных блоков в буферном растворе привело к самоагрегации строительных блоков и образованию правильного додекаэдра. Атомно-силовая микроскопия демонстрирует регулярное и одинаковое строение супрамолекулярных ассоциатов, размеры которых составляют около 20 нм.

ДНК-додекаэдры могут быть дополнительно функционализированы. Исследователи полагают, что таким образом в будущее могут быть получены наноустройства, напоминающие вирусы как размерами, так и формой. Такие устройства могут быть использованы во многих приложениях – от диагностики до наноэлектроники.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., doi: 10.1002/anie.200702682

метки статьи: #биохимия, #нанотехнологии, #новые материалы