Стэкинг-взаимодействие как основа наносборки

// // Новое //

Специалисты из университета Калифорнии разработали технологию сборки наноструктур из молекул ДНК не прибегая к сложному процессу гибридизации. Разработанная ими методика может оказаться перспективной в сфере разработок сложных наноструктур и наномашин.

«Нам удалось создать многочисленные ортогональные связи между молекулами ДНК не прибегая к процессу гибридизации «липких концов», сообщает один из членов команды Суньвук Ву. «Вместо этого мы запрограммировали сшивку по «тупым концам» и задали связи, используя двоичный код».

ДНК представляет собой цепочки, состоящие из четырех оснований, аденина, цитозина, гуанина и тимина, A, C, G, и T. Аденин всегда образует пару с тимином,  а цитозин с гуанином, так то, к примеру, нить ДНК с последовательностью ATGC соединится только с комплиментарной ей нитью GCAT. Однако существует также стэкинг-взаимодействие, которое обеспечивает поддержание вторичной структуры двухцепочечной молекулы ДНК. В нем участвуют пары оснований, например AT присоединяется к GC.

Если представить себе ДНК не в виде двойной спирали, а в виде скрученной лестницы, то можно обратить внимание, что верхняя и нижняя ступеньки ни с чем не соединены. Такие концы называют «тупыми концами» и в отсутствии соседствующих нитей ДНК они могут соединяться друг с другом.
Воспользовавшись этим, калифорнийские исследователи создали структуры из параллельных спиралей ДНК, напоминающие стену бревенчатой хижины. Всего было создано пять различных типовых структур прямоугольной формы. При перемешивании этих структур, они начинают присоединяться друг к другу подобно элементам мозаики.

По мнению ученых, разработанная технология может применяться как дополнительная технология одновременно с технологией «липких концов» для создания сложных структур их нитей ДНК, в частности, разного рода наномашин. Технология самосборки на базе стэкинг-взаимодействия позволяет структурам перемещаться друг относительно друга, не расцепляясь. Такой механизм ученые неоднократно наблюдали в живой природе, например, на нем основаны движения ресничек бактерий, которые позволяют им перемещаться.