Учёные создают нити ДНК на многоразовом чипе и сворачивают их в новые наноструктуры
В области синтетической биологии ключевая задача — быстро и экономично синтезировать нужные нити ДНК. Учёные из Университета Дьюка создали многоразовый ДНК-чип, который служит шаблоном для многократного «фотокопирования» строительных блоков ДНК.
Метод синтеза
Исследователи использовали головку струйного принтера для нанесения капель химических веществ на пластиковый чип, постепенно конструируя на поверхности нити ДНК различной длины и состава. Затем ДНК «собирали» с чипа с помощью биологического процесса копирования.
Многоразовость чипа
К удивлению учёных, чип можно было использовать повторно для получения множества партий ДНК. «У нас в руках оказался "бессмертный" ДНК-чип», — говорит Иштиак Сааем, член команды. Биологический процесс копирования для высвобождения материала с чипа работал десятки раз, даже после хранения чипа при -20°C.
Создание наноструктур
После высвобождения ДНК с чипа команда «сварила» её вместе с длинной вирусной ДНК. В этом процессе вирусная ДНК «сшивается» в нужную форму более короткими ДНК с чипа. Одной из первых структур стала прямоугольная форма с прикреплённым треугольником — «нано-дом». Такая структура может:
- Пространственно ориентировать органические и неорганические материалы.
- Служить каркасом для доставки лекарств.
- Выступать в роли наномасштабной линейки.
Перспективы
В будущем команда планирует создавать более крупные ДНК-структуры и тестировать пределы многоразового использования чипа.
- Краткосрочная перспектива: применение для пространственного позиционирования биомолекул (например, белков) в исследовательских целях.
- Долгосрочная перспектива: технология может трансформировать информационные технологии. «Я не удивлюсь, если эта методология будет использована для создания следующего поколения микропроцессоров, которые смогут продвинуть закон Мура ещё дальше», — отмечает Сааем.
Результаты будут представлены на симпозиуме AVS, который пройдёт с 30 октября по 4 ноября в Нэшвилле, Теннесси.