Nanometryczne origami z DNA
Za pomocą powszechnie znanych technik biologii molekularnej i przy wykorzystaniu zjawiska samoorganizacji materii, udało się opracować metodę programowanego zaginania wirusowego DNA tak, by ten formował określony, zaplanowany na drodze symulacji komputerowej kształt, np. kwadrat czy kilkuramienną gwiazdę -donosi "Nature".
Nanotechnologia DNA, czyli metody konstrukcji wszelkiego rodzaju
nanourządzeń w oparciu o kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA),
przeżywa w ostatnim czasie ogromny rozkwit. Dynamika odkryć
naukowych na tym polu wynika między innymi z opracowania i
upowszechnienia w ostatnich latach nowoczesnych mikroskopów -
między innymi mikroskopu sił atomowych (AFM).
Doktor Paul W. K. Rothemund z amerykańskiego instytutu Caltech
(California Institute of Technology) opracował prostą metodę
samoczynnego formowania się wirusowego kwasu
dezoksyrybonukleinowego w różnego rodzaju złożone dwuwymiarowe
kształty.
"Technika ta umożliwia celowe uformowanie długiego na kilka
tysięcy nukleotydów jednoniciowego DNA wirusa M13 i
ustabilizowanie zaplanowanego kształtu, dzięki dołączeniu w
określonych miejscach stabilizatorów w postaci krótkich fragmentów
DNA" - opisuje dr Rothemund.
Miejsca stabilizujące zależą od planowanego kształtu, jaki ma
ostatecznie przybrać fragment wirusowego DNA.
Punkty dołączania dodatkowych stabilizujących nitek DNA są
wybierane za pomocą programu komputerowego, który przeprowadzając
symulację wybiera najbardziej optymalne miejsca łączenia.
Jednoniciowe DNA wirusa M13 wprowadza się do nanometrycznej
wielkości "formy" o odpowiednim kształcie (np. kwadratu).
Następnie dodane zostają stabilizujące odcinki DNA, łączące
sąsiadujące łańcuchy DNA wirusa i w ten sposób układ utrzymuje
zaplanowany kształt.
"Znakując barwnikami fluorescencyjnymi lub białkami nukleotydy, w
odpowiednich miejscach zaplanowanych komputerowo, można tworzyć
nanometrycznej wielkości złożone obrazki o wielkości punktów
(pikseli) około 6 nm, bo tyle miejsca zajmuje nukleotyd" -
tłumaczy dr Rothemund.
W ten sposób powstała nanometryczna mapa świata, obu Ameryk,
różnego rodzaju wzorki i napisy, a wszystko na matrycy zrobionej z
wirusowego DNA - dodaje dr Rothemund.
Choć wyniki badań mogą wydawać się dziecinną zabawą, według
doktora Paula W. K. Rothemunda technikę tę można będzie w
przyszłości wykorzystać do budowy skomplikowanych układów
nanoelektronicznych opartych na DNA.(PAP)
poleca:
