Команда ученых из Университета штата Аризона и Шанхайского университета транспорта создала ряд самособирающихся структур из ДНК размером от микрона до миллиметра. Исследователи продемонстрировали разнообразие сложных конструкций, которые можно получить из ДНК. В будущем технология может быть использована для создания молекулярных двигателей, наноустройств и биочувствительных сенсоров.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Chemistry.

Предсказуемая природа пар оснований и структурные особенности ДНК позволяют использовать ее в качестве универсальных строительных блоков для создания сложных наноразмерных структур и устройств.

«Важным этапом в развитии ДНК-технологий стало изобретение ДНК-оригами. Это метод, при котором длинная одноцепочечная ДНК самопроизвольно складывается в определенные формы с помощью сотен коротких вспомогательных фрагментов цепи ДНК, — рассказывает руководитель проекта, профессор Шанхайского университета транспорта Хао Янь. — Однако было крайне сложно собрать конструкцию большого размера, до недавнего времени это ограничивало использование ДНК-оригами. Структуры, которые нам удалось создать, имеют ширину человеческого волоса, что в тысячу раз больше, чем исходные наноструктуры ДНК».

В ходе экспериментов ученые разработали новый метод, сделавший возможным самосборку структур из ДНК размером от микрометра до миллиметра, получивших название мета-ДНК. Исследователи продемонстрировали, что крупные структуры можно создавать по тому же принципу, что собираются отдельные молекулы ДНК. Таким образом ученым удалось получить двойные спирали мета-ДНК с запрограммированной направленностью и размером витка. Используя блоки из мета-ДНК, они создали серию структур разнообразных размеров и форм, включая 3D-многогранники и различные 2D- и 3D-решетки, тетраэдры, октаэдры и призмы.

В будущем мета-ДНК может быть использована и для создания гораздо более сложных схем, молекулярных двигателей и наноустройств, а кроме того, найти применение в биочувствительных сенсорах и молекулярных вычислениях.