Специалисты по ДНК-оригами создали нанопосуду

Специалисты по ДНК-оригами создали "горшок" наноразмеров. Объем миниатюрной емкости составляет 24 тысячи кубических нанометров, и в нее могут войти около 800 тысяч молекул воды.

Статья с описанием технологии изготовления сосуда опубликована в журнале Science, а коротко работа описана в пресс-релизе университета штата Аризона.

ДНК-оригами занимается разработкой методов получения сложных структур из нитей ДНК, которые являются хорошим строительным материалом благодаря свойству комплементарности. Элементарные "кирпичики", из которых состоит ДНК, - нуклеотиды - могут попарно соединяться между собой, образуя прочные связи. Всего таких "кирпичиков" четыре - их называют буквами А, Т, Г и Ц. Пары между собой могут образовывать нуклеотиды А-Т и Г-Ц, находящиеся на соседней или даже той же нити ДНК. Подбирая последовательность нитей, ученые могут "заставлять" их изгибаться различным образом и соединяться друг с другом.

Одной из сложностей при конструировании ДНК-объектов является собственная кривизна двойной спирали ДНК - она совершает один оборот приблизительно на каждые 10,5 пар нуклеотидов. Это свойство не позволяет создавать кольца ДНК произвольного диаметра. Авторы новой работы нашли способ справиться с этой сложностью (собранный ими "наногоршок" составлен именно из колец) - в частности, они вручную подбирали количество нуклеотидов в каждом кольце и добавляли к отрезкам ДНК, находящимся в так называемой B-форме (форма, в которой ДНК пребывает в норме), участки ДНК в другой форме, которые имеют иную кривизну.

В итоге ученые смогли получить из ДНК разнообразные геометрические фигуры, например, сферы и полусферы, а также собрать сосуд, состоящий из узкого горлышка и более широкой основной части (см. иллюстрацию к новости).

Технология ДНК-оригами, в перспективе, пригодится для разработки методов хранения и транспортировки лекарств в организме, а также для создания искусственных ферментов. Недавно другой коллектив специалистов сумел получить довольно сложную трехмерную структуру из ДНК - ученым удалось создать кубическую коробку с крышкой.