Исследование расширяет горизонты ДНК-нанотехнологий, изучая ключевой строительный блок

Исследователи изучили фундаментальный строительный блок для создания наноструктур из ДНК — Холлидеево соединение (Holliday junction). Этот перекрестный узел из двух двухцепочечных сегментов ДНК используется для создания сложных самоорганизующихся кристаллических решеток нанометрового масштаба.

В новом исследовании Хао Ян и его коллеги Николас Стефанопулос и Петр Сульк с помощью методов кристаллографии охарактеризовали 36 базовых вариантов Холлидеева соединения. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают, что эффективность соединения для построения кристаллических наноархитектур критически зависит не только от расположения четырех пар нуклеотидов в самом узле, но и от последовательностей в его четырех выступающих "руках".

• Некоторые последовательности ДНК усиливают процесс кристаллизации.
• Шесть из 36 вариантов были признаны "фатальными", так как не смогли сформировать кристаллы. Их общей чертой было отсутствие двух критических сайтов связывания ионов, необходимых для стабилизации конформации и образования кристалла.

"Это исследование показало, как тонкие вариации в геометрии Холлидеевых соединений... могут иметь драматический эффект на сборку кристаллов и их симметрию", — отметил Николас Стефанопулос.

Исследование является первой систематической работой по Холлидеевым соединениям в контексте нанотехнологий и предоставляет ценные данные для проектирования новых наноструктур и наноустройств с применением в электронике, визуализации, информатике и медицине.