«Эти оригами можно настроить для использования во всем, от изучения поведения клеток до создания шаблонов для нано-изготовления электронных компонентов», — говорит доктор Том ЛаБин, доцент кафедры материаловедения и инженерии в NC State и старший автор статьи, описывающей Работа.ДНК-оригами — это самособирающиеся биохимические структуры, состоящие из двух типов ДНК.
Чтобы создать ДНК-оригами, исследователи начинают с биологически полученной цепи ДНК, называемой цепью каркаса. Затем исследователи создают индивидуализированные синтетические нити ДНК, называемые основными цепями. Каждая основная цепь состоит из определенной последовательности оснований (аденин, цитозин, тимин и гуанин — строительные блоки ДНК), которая предназначена для спаривания с определенными подпоследовательностями на цепи каркаса.
Нити скоб вводят в раствор, содержащий нить каркаса, а затем раствор нагревают и охлаждают. Во время этого процесса каждая нить скобы прикрепляется к определенным участкам стренги каркаса, стягивая эти участки вместе и складывая прядь каркаса в определенную форму.
Стандарт для ДНК-оригами долгое время ограничивался цепочкой каркаса, состоящей из 7 249 оснований, создавая структуры размером примерно 70 нанометров (нм) на 90 нм, хотя формы могут различаться.Тем не менее, исследовательская группа под руководством ЛаБина создала ДНК-оригами, состоящую из 51 466 оснований, размером примерно 200 на 300 нм.
«Чтобы сделать это жизнеспособным, нам пришлось сделать две вещи», — говорит доктор Александрия Марчи, ведущий автор статьи и научный сотрудник Duke. «Сначала нам пришлось разработать специальную цепь каркаса, содержащую 51 килобаз. Мы сделали это с помощью молекулярного биолога Стэнли Брауна из Копенгагенского университета.«Во-вторых, для того, чтобы сделать это экономически целесообразным, нам пришлось найти рентабельный способ синтеза штапельных нитей — потому что мы перешли от потребности 220 штапельных нитей к потребностям более 1600», — говорит Марки.Исследователи сделали это, используя преобразованный струйный принтер для синтеза ДНК непосредственно на пластиковом чипе.
«Техника, которую мы использовали, не только создает большие ДНК-оригами, но и дает довольно однородный результат», — говорит Лабин. «Более 90 процентов оригами собираются самостоятельно».Исследование было поддержано Национальным научным фондом в рамках грантов CDI-0835794, OISE-1246799 и EPMD-1231888, а также Копенгагенским университетом.