Исследователи используют ДНК как двигатель сверхэффективной наномашины

Исследователи из Университета Макмастера создали способ использовать ДНК в качестве двигателя микроскопической «машины», которую можно активировать для обнаружения следовых количеств веществ — от вирусов и бактерий до кокаина и металлов.

«Это совершенно новая платформа, которую можно адаптировать для множества применений», — говорит Джон Бреннан, директор Института биоинтерфейсов Макмастера и соавтор статьи в журнале Nature Communications. «Эти ДНК-наноархитектуры адаптируемы, поэтому любая мишень должна быть обнаружима».

Новый метод формирует отдельно запрограммированные фрагменты ДНК в пары сцепленных колец. Первое кольцо остается неактивным, пока его не освободит второе, подобно велосипедному колесу в замке. Когда второе кольцо, действующее как замок, подвергается воздействию даже следового количества целевого вещества, оно открывается, высвобождая первое кольцо ДНК, которое быстро реплицируется и создает сигнал, например, изменение цвета.

«Ключ в том, что оно избирательно запускается тем, что мы хотим обнаружить», — объясняет Бреннан. «Мы, по сути, заставили фрагмент ДНК делать то, для чего он никогда не был предназначен. Мы можем спроектировать замок так, чтобы он был специфичен к определенному ключу. Все части сделаны из ДНК».

Идея «ДНК-наномашины» заимствована у природы, отмечает соавтор Ингфу Ли. «Биология использует всевозможные наноразмерные молекулярные машины для выполнения важных функций в клетках. Впервые мы разработали ДНК-наномашину, способную достичь сверхчувствительного обнаружения бактериального патогена».

ДНК-наномашина дорабатывается в удобный набор для детекции, который позволит проводить быстрые тесты на различные вещества, и может перейти к клиническим испытаниям в течение года.