Учёные укрепили ДНК-наноструктуры для устойчивости в агрессивных средах

Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM) разработали метод повышения прочности ДНК-наноструктур для их лучшей сохранности в жёстких условиях. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Шесть лет назад команда TUM под руководством Хендрика Дица создала технологию сборки наноструктур из ДНК. Эти структуры самоорганизуются с атомарной точностью. После ускорения процесса сборки метод нашёл промышленное применение — например, для создания массивов квантовых точек в дисплеях и для применения в рамановской спектроскопии.

В новой работе команда Дица усовершенствовала метод, повысив прочность наноструктур. Одним из ограничений было их свойство расплетаться при высоких температурах. Чтобы решить проблему, учёные модифицировали технологию, чтобы формировать больше ковалентных связей после создания структур. Неожиданно оказалось, что облучение ультрафиолетом (УФ) после фазы самосборки способствует образованию дополнительных связей. Эти связи препятствуют расплетанию двойных спиралей. Механизм основан на том, что УФ-излучение вызывает реакцию между соседними Т-основаниями (тимином).

В тестах наноструктуры, созданные по новой методике, выдерживали температуры до 90°C. Дополнительные связи также повысили устойчивость структур в средах, подобных внутренней среде живого организма. Также облучение помогло устранить дефекты в структурах.

Исследователи утверждают, что устранили последнее препятствие для широкого применения ДНК-наноструктур и ожидают разнообразного их использования, особенно в биомедицинских приложениях. Работа продолжается: следующая задача — изучить поведение наноструктур внутри живых организмов.