Новый метод создания ДНК-оригами
ДНК научились превращать в детали для роботов
Молекулярные биологи из Аризонского университета разработали новый метод создания ДНК-оригами, который заключается в получении различных геометрических фигур из цепочек нуклеиновых кислот. Такие структуры могут быть использованы для создания промышленных нанороботов или новых носителей информации. Исследование опубликовано в журнале Science (Veneziano et al., Designer nanoscale DNA assemblies programmed from the top down).
Написанная учеными компьютерная программа DAEDALUS вычисляет, какие нуклеотидные цепочки требуются для создания заданной формы. Все, что нужно исследователям в дальнейшем, это изготовить необходимые фрагменты ДНК, которые в специальных буферных растворах сами будут организовываться в нужную структуру.
Чтобы получить из нуклеотидных цепочек определенную структуру, нужно взять длинный фрагмент ДНК и придать ему форму с помощью коротких кусочков ДНК, которые служат аналогом канцелярских скрепок. Они связываются с длинной нитью в определенных местах, соединяясь нуклеотидами по принципу комплементарности: адениновый нуклеотид (А) с тиминовым (Т), а гуаниновый (G) с цитозиновым (С).
В основе алгоритма подбора правильных фрагментов ДНК лежит метод дерева решений. Последовательно программа выстраивает заданный каркас, который задается в виде «проволочной» сетки, состоящей из многогранников. Затем на его основе алгоритм создает древоподобную схему, которая показывает, какими способами можно поместить различные ДНК-цепочки в общую структуру. В конце концов, DAEDALUS определяет окончательный набор фрагментов нуклеиновых кислот.
Здесь и ниже рисунки из пресс-релиза Biodesign Institute Top-down design brings new DNA structures to life – ВМ.
Исследователи проверили метод, собрав сначала простые ДНК-оригами, а затем и сложные. К их числу относятся объекты с несферической топологией (кольца, кренделя – все, что обладает отверстиями) и другими особенностями, которые ранее экспериментально не реализовывались.
Ученые надеются, что их метод способствует развитию наноразмерных систем, имитирующих свойства вирусов, фотосинтезирующих организмов и других сложных продуктов естественной эволюции.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
27.05.2016