Оригами по расчёту
Новое ПО помогает складывать трехмерные фигуры из ДНК
Сергей Васильев, Naked Science
Молекулы ДНК представляют собой длинные цепочки, образованные четырьмя видами звеньев-нуклеотидов. Эта последовательность позволяет кодировать наследственную информацию. Она же определяет и пространственную конфигурацию, в которую сложится вся цепочка. Такую особенность использовали ученые из Университета Дьюка и Университета штата Аризона, разработав новую программу, которая автоматически рассчитывает последовательность нуклеотидов, нужную для создания ДНК-структур произвольной формы.
Определив последовательность, остается синтезировать из нее ДНК и собрать готовую структуру. Возможности такой технологии продемонстрировали, получив ДНК в форме вазы, вложенных друг в друга на манер матрешки конусов, сфер и т.п.
Она может использоваться при создании наноразмерных контейнеров для доставки лекарств или форм для отливки металлических наночастиц сложной конфигурации. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в свежем номере журнала Science Advances (Fu et al., Automated design of 3D DNA origami with non-rasterized 2D curvature).
Методы сборки различных структур из ДНК называется ДНК-оригами, и до сих пор получение каждой из них было сродни искусству. Однако ученым удалось автоматизировать процесс с помощью нового ПО. Программа DNAxiS получает 3D-модель нужного объекта и самостоятельно превращает ее в правильную последовательность из тысяч нуклеотидов. Такие одноцепочечные молекулы образуют основу будущей структуры, и скрепляются в нужную фигуру с помощью более коротких цепочек, порядка сотен нуклеотидов длиной.
Синтезировав нужные молекулы, их остается смешать и поддерживать правильный температурный режим. Всего за несколько часов за счет комплиментарных взаимодействий между нуклеотидами они автоматически образуют нужную структуру. Стабильные и крошечные фигуры размерами в тысячные доли миллиметра могут найти самое широкое применение, и в медицине и даже в энергетике – для получения наночастиц сложных форм, эффективно улавливающих солнечное излучение.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru