Forskere bruger DNA origami -trick til at oprette 2D -strukturer

(Phys.org) —Forskere ved New York University og University of Melbourne har udviklet en metode, der bruger DNA-origami til at omdanne endimensionelle nanomaterialer til to dimensioner. Deres gennembrud, offentliggjort i det seneste nummer af tidsskriftet Naturnanoteknologi , giver mulighed for at forbedre fiberoptik og elektroniske enheder ved at reducere deres størrelse og øge deres hastighed.

"Vi kan nu tage lineære nanomaterialer og styre, hvordan de er organiseret i to dimensioner, ved hjælp af en DNA origami -platform til at skabe et vilkårligt antal former, "forklarer NYU kemiprofessor Nadrian Seeman, papirets seniorforfatter, der grundlagde og udviklede området DNA -nanoteknologi, nu forfulgt af laboratorier rundt om i verden, tre årtier siden.

Seemans samarbejdspartner, Sally Gras, lektor ved University of Melbourne, siger, "Vi samlede to af livets byggesten, DNA og protein, på en spændende ny måde. Vi dyrker proteinfibre inden for en DNA origami -struktur. "

DNA origami anvender cirka to hundrede korte DNA -tråde til at lede længere tråde til at danne specifikke former. I deres arbejde, forskerne søgte at skabe, og derefter manipulere formen på, amyloidfibriller - stænger af aggregerede proteiner, eller peptider, der matcher styrken i edderkoppesilke.

For at gøre det, de konstruerede en samling af 20 DNA-dobbeltspiraler til at danne et nanorør stort nok (15 til 20 nanometer-lidt over en milliarddel af en meter-i diameter) til at huse fibrillerne.

Platformen bygger fibrillerne ved at kombinere nanorørets egenskaber med et syntetisk peptidfragment, der er placeret inde i cylinderen. De resulterende fibrilfyldte nanorør kan derefter organiseres i todimensionelle strukturer gennem en række DNA-DNA-hybridiseringsinteraktioner.

"Fibriller er bemærkelsesværdigt stærke og, som sådan, er et godt barometer for denne metodes evne til at danne todimensionale strukturer, "observerer Seeman." Hvis vi kan manipulere fibrillernes orientering, vi kan gøre det samme med andre lineære materialer i fremtiden. "

Seeman peger på løftet om at skabe todimensionale former på nanoskalaen.

"Hvis vi kan lave mindre og stærkere materialer inden for elektronik og fotonik, vi har potentiale til at forbedre forbrugerprodukter, "Seeman siger." For eksempel, når komponenterne er mindre, det betyder, at de signaler, de sender, ikke behøver at gå så langt, hvilket øger deres driftshastighed. Derfor er lille så spændende - du kan lave bedre strukturer på de mindste kemiske skalaer. "