Ученые Северо-западного университета в США научились использовать ДНК для сборки правильных кристаллов из наночастиц золота и, потенциально, других наночастиц. Исследование опубликовано в журнале Nature, его краткое содержание приводит сайт университета.
Идея исследователей заключалась в том, чтобы использовать спаривание ДНК для связи наночастиц между собой. В таких кристаллах последние выступали в роли атомов, а нуклеиновая кислота — в роли связей между ними.
Для демонстрации эффективности такого подхода ученые собрали кристаллы из наночастиц золота диаметром от 5 до 20 нанометров с помощью олигонуклеотидов длиной чуть более 20 «букв». Одним концом ДНК была присоединена к наночастице золота, а последние шесть нуклеотидов состояли только из одной цепи, то есть выступали в роли так называемых «липких концов», которые способны связываться со своей комплементарной молекулой. Соединение липких концов нуклеотидов приводило к образованию правильного кристалла из наночастиц.
Как показали эксперименты, ключевым параметром в данном процессе является правильное соотношение между наночастицами и нуклеотидами. Кроме того, для правильности сборки важное значение имеет медленное снижение температуры — не быстрее одной десятой градуса в 10 минут. Всего процесс сборки кристаллов занимал два-три дня.
Ученые не впервые используют ДНК в качестве структурного элемента. Наиболее известна в этом отношении технология ДНК-оригами. Она подразумевает соединение специально синтезированных нуклеотидов в сложные структуры — например в микроскопическую коробку, куда помещают лекарство.