ДНК-оригами открывает путь к многоразовым мультифункциональным биосенсорам

Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) использовали метод ДНК-оригами для разработки технологии, которая может привести к созданию более дешевых и многоразовых сенсоров для быстрого обнаружения белков в биологических жидкостях.

• Суть метода: Исследователи создали плоскую круглую структуру из ДНК, похожую на лист кувшинки (~100 нм в диаметре), прикрепленную к золотому электроду. На поверхности "листа" и электрода находятся короткие цепочки ДНК, способные связываться с целевой молекулой (аналитом) — ДНК, белком или антителом.

• Принцип работы: При связывании аналита структура притягивается к поверхности электрода. Это приближает 70 репортерных молекул на "листе" к золоту, что вызывает регистрируемый электрический ток. Сила тока пропорциональна количеству целевой молекулы.

• Ключевые преимущества:

  • Высокая чувствительность: Большой размер структуры позволяет разместить много репортерных молекул, что дает сильный и легко детектируемый сигнал.
  • Универсальность: Система может быть легко адаптирована для обнаружения разных молекул (например, белков) путем добавления к коротким ДНК-цепочкам адаптеров — биотина или ДНК-аптамеров.
  • Многоразовость: Сенсор можно использовать повторно, меняя адаптеры для новых измерений. В текущей версии система выдержала как минимум 4 цикла использования.

• Перспективы: Технология потенциально применима в протеомике для быстрого одновременного измерения сотен белков в одном образце.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, является доказательством концепции одноэтапного метода для идентификации и измерения нуклеиновых кислот и белков.