Учёные научили спирали переключать форму

Исследователи из Университета Йювяскюля открыли простой способ программировать синтетические молекулы так, чтобы они формировали специфические спиралевидные структуры, встраивая инструкции прямо в их последовательность. Этот прорыв может привести к созданию новых умных материалов и молекулярных устройств, адаптирующихся к окружающей среде.

В природе молекулы, такие как ДНК, могут скручиваться в разные формы: одинарные, двойные, тройные или даже четверные спирали. Некоторые последовательности ДНК могут менять форму при изменении условий, например температуры или концентрации, что влияет на их функцию в живых клетках.

Команда под руководством доцента Фабьена Кугнона хотела воспроизвести эту гибкость в искусственных системах. Они разработали общий метод контроля типа формирующейся спирали путём изменения порядка заряженных и нейтральных звеньев в коротких молекулярных цепочках. Сначала они создали цепочку, которая образует только двойную спираль. Затем они разработали более сложную систему, способную переключаться между двойной и тройной спиралью при изменении условий или добавлении других молекул.

Это исследование, опубликованное в Nature Communications, предоставляет план для создания программируемых молекулярных систем, ведущих себя подобно биологическим молекулам. Такие системы могут открыть путь к новым классам адаптивных материалов и устройств.

Интересно, что эти спирали также имеют внутренние полости, способные захватывать перфторированные сульфонаты. Эти соединения относятся к семейству стойких загрязнителей полифторалкилов (PFAs), что указывает на потенциальное применение в очистке воды и окружающей среды.