تولید نانوساختارهای DNA کپسول‌مانند

به تازگی مقاله‌ای با عنوان «هیدروژل‌های دی‌ان‌ای کپسول‌مانند در نشریه JACS Au به چاپ رسیده که در آن محققان نشان دادند که می‌توان با دستکاری ساختار DNA، ترکیباتی کپسول‌ مانند تولید کرد.

کد خبر: ۹۸۵۳۹۶

پنجشنبه - ۰۲ دی ۱۴۰۰ / December 23, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به تازگی مقاله‌ای با عنوان «هیدروژل‌های دی‌ان‌ای کپسول‌مانند با الگوهای تشکیل‌شده از طریق جداسازی فاز جانبی نانوساختارهای DNA» در نشریه JACS Au به چاپ رسیده که در آن محققان نشان دادند که می‌توان با دستکاری ساختار DNA، ترکیباتی کپسول‌ مانند تولید نمود که قابل استفاده در مطالعات سیستم‌های مولکولی مصنوعی هستند.

این پروژه با همکاری یوسوکه ساتو از دانشگاه توهوکو و ماساهیرو تاکینو از موسسه فناوری توکیو انجام شده است. برای ساخت این کپسول‌ها، محققان ابتدا دو نوع مختلف از نانوساختارهای DNA را ایجاد کردند. هر نوع با استفاده از سه مولکول DNA تک رشته‌ای با تکه‌های چسبنده در انتهای آن‌ها ساخته شده است. به‌دلیل تفاوت در توالی‌های DNA، تنها نانوساختارهای مشابه در هنگام مخلوط شدن این دو نوع به هم می‌چسبند.

ساتو و تاکینو سپس نانوساختارها را در محلولی از مولکول های باردار و غیرباردار روغنی ترکیب کردند. مخلوط ابتدا حرارت داده شد و سپس سرد شد و در نهایت زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفت.

محققان دریافتند که قطرات آب در روغن تشکیل شد و نانوساختارهای DNA در سطح مشترک آب و روغن انباشته شده است. نانوساختارها بسته به غلظت هر نوع نسبت به دیگری، در انواع مختلف الگوها شکل گرفتند.

دانشمندان همچنین دریافتند که وقتی یک نانوساختار DNA  به شکل ایکس به ترکیب اضافه شد، نانوساختارهای DNA به روشی همگن‌تر آگلومره می‌شوند.

این یافته‌ها رویکردی را برای ساخت و اصلاح کپسول‌های DNA نشان می‌دهند که می‌توانند عملکردها و اهداف مختلفی داشته باشند. برای مثال، می‌توان از آن‌ها برای حمل مواد به اندام‌های هدف خاص استفاده کرد و محموله‌های این ساختارها در صورت قرار گرفتن در معرض آنزیم‌های خاص آزاد شود. این ساختارها می‌توانند با استفاده از نانوساختارهای DNA به حرکت در آیند، نانوساختارهای DNA ای که برای تغییر شکل کپسول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. یا می‌توان آن‌ها را با پروتئین‌ها یا ساختارهای مولکولی مبتنی بر DNA اصلاح کرد تا با این کار بخش عملکردی، مانند غشای سلولی، در آن‌ها ایجاد شود.

ساتو و تاکینو می‌گویند: «ما معتقدیم کپسول‌های ساخته شده از DNA، مانند آن‌هایی که ما طراحی کرده‌ایم، می‌توانند رویکرد جدیدی برای توسعه ساختارهای کپسولی برای مطالعات سلول‌های مصنوعی و روباتیک مولکولی ارائه دهند.»

این تیم در مرحله بعدی بر روی وارد کردن انواع مختلف محموله در کپسول‌ها، از جمله پردازشگرهای اطلاعات DNA، و رهاسازی آن‌ها در پاسخ به محرک های خاص کار خواهد کرد.