Udfolder mysterierne bag DNA-origami

Eksperimenter udført af en fysiker fra University of York har givet ny indsigt i, hvordan DNA samles til nanostrukturer, baner vejen for mere præcis brug inden for teknologi og medicin.

Dr Katherine Dunn, nu forskningsassistent i Intelligent Systems Group i Department of Electronics i York, præsenterer sine resultater i et papir udgivet i Natur . Den beskriver, hvordan Dr. Dunns eksperimenter i Oxford viste, at DNA-strenge ikke kun kunne samle sig selv, men, derved, de følger adskilte og identificerbare veje.

DNA origami er en teknik til at bruge DNA til at bygge livløse fysiske strukturer på nanoskalaen. Ved at udnytte DNA's bemærkelsesværdige egenskaber, forskere kan syntetisere en lang række selvsamlende nanostrukturer. En typisk DNA origami -form folder ofte primært som ønsket, men nogle gange kan fejlfoldede strukturer forekomme.

For at få en mere detaljeret forståelse af montageprocessen, Dr. Dunn studerede et modelsystem bestående af en struktur, der er i stand til at foldes ind i mange forskellige konfigurationer. Hun brugte specialiseret billedbehandling til at se på rækken af ​​mulige former, og fastslået, at der er foretrukne foldeveje for disse strukturer, og at samlingen ikke er tilfældig.

Hun fandt beviser for samarbejde mellem DNA-strenge og viste, at de kan påvirke hinanden under samlingen. Hendes data viste også, at mindre ændringer af komponenterne kunne bruges til væsentligt at ændre, hvordan nanostrukturen dannes. Denne opdagelse betyder, at videnskabsmænd vil have evnen til at udøve mere kontrol over DNA-selvsamling og, som resultat, kan radikalt forbedre processens overordnede succes.

Dr. Dunn sagde:"Mit arbejde i Oxford kastede lys over selvsamlingen af ​​DNA-origami, og forståelsen af ​​denne proces er et betydeligt gennembrud, fordi det kunne muliggøre udvikling af mere sofistikerede DNA -nanostrukturer til specifikke formål. "

Potentielle anvendelser af DNA-origami-strukturer og -anordninger omfatter målrettet lægemiddellevering, molekylær databehandling og konstruktion af kemiske samlebånd i nanoskala.

Nu, som medlem af professor Andy Tyrrells team i York, Dr. Dunn undersøger, hvordan DNA-maskinernes egenskaber ændrer sig, når de immobiliseres på en overflade. Hun arbejder hen imod deres integration med konventionel elektronik og deres potentielle brug som komponenter i bio-inspirerede computersystemer.

Dr. Dunn siger:"York er et inspirerende sted at bo og arbejde, og den forskning, vi laver i Institut for Elektronik, er meget spændende, med potentiale for storslåede opdagelser i fremtiden."