Ученые построили самонаводящийся мост из ДНК


Ученые из университета Джона Хопкинса научились наводить мосты из ДНК-нанотрубок; процесс строительства запечатлен на видео. В будущем с помощью таких мостов можно будет, например, присоединять медицинские нанороботы к живым клеткам или замыкать биоэлектрические цепи.
  • Мост Хеликс в Сингапуре
    Мост Хеликс в Сингапуре
Мост Хеликс в Сингапуре

ДНК состоит из нуклеотидов — молекул, которые легко образуют химические связи друг с другом, поэтому в последнее время появляется все больше исследований, в которых ДНК используется не как носитель генетической информации, а как материал для биомеханических конструкций. Уже существуют методики синтеза заготовок — стройматериалов на основе ДНК. К таким относятся ДНК-нанотрубки, которые синтезируются с использованием технологий ДНК-оригами, позволяющих получать из нуклеотидов практически любые трехмерные формы.

Абдул Мохаммед (Abdul M. Mohammed) и его коллеги из лаборатории Ребекки Шульман при Университете Джона Хопкинса в США решили научиться строить из ДНК-нанотрубок мосты, которые самостоятельно растут из заданных точек.

ДНК-натрубки представляют собой полые цилиндры, стенки которых состоят из нуклеотидов, каждый из которых связан с четырьмя другими. В растворе полимерные трубки постепенно растут и свободно раскачивают незакрепленными концами. Если расстояние между начальной и конечной «опорами» моста не больше чем на порядок отличается от диаметра нанотрубки, концы двух соседних трубок с большой вероятностью соприкоснутся и сомкнутся. Мохаммед и его соавторы определили оптимальные условия для роста трубок (оказалось, что им идет на пользу повышение температуры до 40°C).

По словам авторов исследования, нанотрубки из нуклеотидов можно будет использовать, чтобы присоединять медицинские наноустройства к стенкам клеток, а также для очень точной адресной доставки лекарств. В более отдаленном будущем из таких нанотрубок, возможно, построят сложные молекулярные механизмы. Недавние исследования в области молекулярной инженерии показывают, что не самую электропроводную молекулу ДНК можно превращать в проводник, насыщая ионами металлов. Возможно, что самонаводящиеся ДНК-мосты, проводящие электрический ток, в будущем станут частью сложных биоэлектронных устройств.

Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology, кратко о нем рассказывает пресс-релиз на сайте университета Джона Хопкинса.

©  Популярная Механика