Науковий всесвіт

 

10/05/2009

 

Учені зібрали коробочки з ДНК

 

Коробочки из ДНК. Оранжевым и фиолетовым показаны молекулы замка. Изображение Ebbe S. Andersen, Aarhus UniversityУчені "навчили" молекули ДНК самоорганізовуватися в складні тривимірні структури. Стаття з описом нової технології опублікована в журналі Nature. Коротко методика і конструкції, що вийшли, описані на порталі Nature News.

 

ДНК є популярним будівельним матеріалом для створення різноманітних структур нанорозміру. Ланцюги ДНК певної послідовності здатні злучатися один з одним, утворюючи відносно міцні зв'язки. Необхідна кількість молекул ДНК легко може бути одержана в бактерійних або вірусних системах (бактерії або віруси можна "запрограмувати" на синтез потрібних послідовностей). Технології збірки дво- і тривимірних конструкцій з нуклеїнових кислот одержали назву ДНК-орігами.

 

Автори нового дослідження вирішили "побудувати" з ДНК коробочки з кришками. Збірка повинна була відбуватися в два етапи. На першій стадії дослідники планували одержати плоскі листи з молекул нуклеїнових кислот, а на другій - склеїти їх разом за допомогою коротких шматочків ДНК. Щоб листи з'єдналися з утворенням потрібної структури, ученим необхідно було розрахувати, послідовність нуклеотидів (окремої "цегли", з якої складається ДНК) всіх використовуваних молекул ДНК. Підібрати необхідну послідовність учені змогли за допомогою спеціально написаної комп'ютерної програми. Підсумковий варіант містив багато комплементарних послідовностей - таких, які злучаються один з одним.

 

Після того, як всі відрізки ДНК були синтезовані, дослідники просто змішали їх разом у відповідному розчиннику (у разі ДНК можна використовувати воду). Протягом декількох годин в пробірках зібралися коробочки розміром 42х36х36 нанометрів. Коробочки закривалися відкидними кришками. Учені також розробили ДНК-замок, яка щільно запечатувала кришку. Частина молекул замку була сполучена з кришкою, частина із стінкою. Нитки ДНК-замка злучаються один з одним, замикаючи коробочку. Щоб відімкнути замок, необхідно додати в розчин послідовність-ключ. Спаровування між ключем і замком сильніше, ніж між молекулами замку, тому пара ниток ДНК, яка запечатує кришку, розпарюється.

 

Учені вважають, що ДНК-"тара", подібна створеним ними коробочкам, може бути використана для доставки лікарських речовин до органів і тканин. Кришка із замком запобіжить передчасному вивільненню "посилки". Проте, автори визнають, що перед початком практичного використання ДНК-коробочки необхідно провести низку додаткових досліджень. Зокрема, перевірити, чи буде кришка стабільно відкриватися при появі ключа, і переконатися, що сама коробочка стійка і не шкодить тканинам організму.