نانوساختار‌های مصنوعی که شبیه به DNA هستند تولید می‌شوند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، با خودآرایی و استفاده از حلال‌های آلی، محققان نانوساختار‌های الیافی شکلی ایجاد کردند که شبیه به DNA بوده، اما برخی ویژگی‌های آن با DNA تفاوت دارد

محققان دانشگاه کارنجی ملون موفق به ارائه روشی شدند که در آن با استفاده از خودآرایی می‌توان نانوساختار‌هایی از جنس اسیدنوکلوئیک پپتیدی اصلاح شده گاما (γPNA) تولید کرد. γPNA در واقع یک نوع DNA سنتز شده مصنوعی است. این فرآیند را می‌توان در نانوساختار‌ها به کار برد و از آن برای ارائه انواع فناوری‌های پزشکی نظیر رهایش دارو و تشخیص طبی استفاده کرد.

نتایج این پروژه که در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است نشان می‌دهد که γPNA را می‌توان با استفاده از خودآرایی و با کمک حلال‌های آلی تولید نمود.

پژوهشگران در این تحقیق نشان دادند که γPNA می‌تواند به شکل نانوالیافی، درون حلال آلی درآید به طوری که طول این نانوالیاف می‌توانست تا ۱۱ میکرون رشد کند. این اولین تجربه از تولید نانوساختار پیچیده PNA در حلال آلی بود.

تیلر از محققان این پروژه قصد داشت تا از قدرت PNA استفاده کند. علاوه‌بر پایداری حرارتی بالاتر،  γPNA قادر به ایجاد اتصال با دیگر اسید‌های نوکلئیک در محیط‌های حلال آلی بود؛ در حالی که این محیط، موجب ناپایداری در نانوفناوری DNA می‌شود. این بدان معناست که آن‌ها می‌توانستند نانوساختاری را در محیط‌های حلال آلی ایجاد کنند در حالی که نانوساختار‌های DNA در چنین محیطی ناپایدار هستند.

ویژگی دیگر γPNA آن است که نسبت به DNA از مارپیچ کمتری برخوردار است. نتیجه این تفاوت این است که قوانین برای طراحی نانوساختار‌های مبتنی بر PNA با قواعد طراحی نانوفناوری ساختاری DNA متفاوت است.

تیلر می‌گوید: «ما برای حل مشکلات ساختار آمادگی داشتیم. با توجه به پیچیدگی غیرمعمول، ما مجبور شدیم رویه جدیدی را برای بافت این قطعات ارائه کنیم.»

ویژگی جالب دیگری که محققان می‌خواهند به بررسی آن بپردازند، پایداری و تجمع در آب است. این نانوالیاف در آب به هم می‌چسبند در حالی که در حلال‌های آبی، این نانوساختار‌ها دچار تجمع نمی‌شوند.

این گروه معتقدند که این نانوالیاف از قوانین اتصال دهنده کریک واتسون پیروی می‌کنند، اما به نظر می‌رسد که بیشتر شبیه به پپتید‌ها و پروتئین‌ها عمل می‌کنند چرا که ساختار PNA رشد کرده و پیچیده می‌شود.