Немецкие физики установили, что сворачивание ДНК-оригами в условиях специально подобранного диапазона температур происходит в несколько раз быстрее, чем обычно. Работа исследователей опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание приводит Nature News.
Ученые установили, что для всякой наноструктуры из ДНК-оригами имеется температура, в условиях которой сворачивание происходит очень быстро. Так, большинство ДНК-структур, с которыми работали авторы, сворачивались в условиях собственной оптимальной температуры за минуты. При инкубации же в течении двух часов, трехмерную структуру приобретали почти 100 процентов молекул.
Интересно, что у каждой структуры ДНК-оригами в области более высокой температуры также имеется диапазон, в котором происходит быстрое разворачивание. Оба температурных диапазона достаточно узкие, что не характерно для обычных протяженных молекул ДНК. Необычность явления выражается, например, в том, что при превышении оптимальной температуры скорость разворачивания резко падает. Для обычной ДНК с повышением температуры скорость разворачивания (ее называют плавлением) всегда увеличивается.
Авторы показали, что оптимальная температура сворачивания зависит от нуклеотидного состава в ДНК, протяженности спаривания двух цепей в структуре и от ее топологии. Эту температуру ученые сначала определяли экспериментально, а потом научились рассчитывать на основе моделирования.
Возможность моделирования оптимальной температуры сворачивания имеет важное значение для создания на основе ДНК-оригами наноустройств, работающих при температуре тела человека.
Ранее на основе ДНК-оригами ученые научились делать генные "выключатели", молекулярный шрифт, нанопосуду и ДНК-роботов. |
