ДНК-код определяет форму наночастиц золота

Исследователи из Университета Иллинойса обнаружили, что сегменты ДНК могут направлять формирование золотых наночастиц — крошечных кристаллов золота, широко применяемых в медицине, электронике и катализе. Работа под руководством Йи Лу, профессора химии, опубликована в журнале Angewandte Chemie.

Синтез наночастиц, кодируемый ДНК, открывает новый способ получения наночастиц с предсказуемой формой и свойствами, что может повлиять на бионанотехнологии и применение в катализе, сенсорике, визуализации и медицине.

Свойства золотых наночастиц в значительной степени определяются их формой и размером. Учёные задались вопросом, могут ли разные комбинации последовательностей ДНК составлять «генетические коды» для направления синтеза наноматериалов, аналогично тому, как они направляют синтез белков.

Как это работает:

Наночастицы золота выращивают из «затравок» в растворе золотой соли. Группа Лу инкубировала золотые затравки с короткими сегментами ДНК перед добавлением раствора соли. Четыре основания ДНК — A, T, G и C — и их комбинации по-разному связываются с гранями нанозатравок, направляя путь их роста и определяя конечную форму.

Результаты экспериментов:

• Повторяющиеся A — давали шероховатые круглые частицы.
• Повторяющиеся T — приводили к образованию частиц в форме звёзд.
• Повторяющиеся C — создавали круглые плоские диски.
• Повторяющиеся G — формировали шестиугольники.

При использовании цепочек из комбинации двух оснований (например, 10 T и 20 A) многие основания конкурируют друг с другом, что приводит к промежуточным формам, хотя основание A доминирует над T.

В дальнейшем исследователи планируют изучить точный механизм, с помощью которого код ДНК направляет рост наночастиц, а также применить свой метод для синтеза других типов наноматериалов.