Ученые научились создавать сложные наноструктуры из ДНК

Ученые из различных университетов и других научных организаций уже достаточно давно разрабатывают технологии создания различных сложных наноструктур, состоящих из наночастиц и цепочек искусственных молекул ДНК. К сожалению, манипулирование молекулами естественной и синтетической ДНК требует особой окружающей среды на основе обычной воды, подобной внутриклеточной плазме, в которой находится и функционирует ДНК живых клеток.

Но наличие воды существенно ограничивает область применения таких технологий, ведь не все материалы выдерживают воздействие воды и далеко не все виды структур из ДНК можно получить в водной среде. Однако, исследователи из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), разработали новый процесс сборки структур из ДНК в среде специального растворителя, не содержащего воды. И такой процесс можно использовать для создания многих экзотических вещей, включая наноэлектронные процессоры на основе цепочек ДНК.

В сборке структур из ДНК обычно используется процесс самосборки, в котором используется информация, содержащаяся в последовательности оснований молекул ДНК. В большинстве случаев такой процесс достаточно медленный, но его можно значительно ускорить за счет подъема температуры окружающей среды. Такой метод чреват неприятными последствиями, даже при кратковременном превышении определенного порога температуры структуры из ДНК могут разрушиться или потерять свою первоначальную форму.

Новый растворитель, в котором не присутствует воды и состав которого был разработан учеными из Джорджии, позволяет получить дополнительный механизм контроля над процессом самосборки ДНК.

Этот растворитель является смесью обычного глицерина и хлорида холина, в его среде процесс самосборки ДНК происходит при более низкой температуре, нежели в растворителях на основе воды. Но, во время экспериментов ученые заметили, что добавление незначительного количества воды в этот растворитель, что снижает его вязкость, позволяет дополнительно ускорить процесс самосборки. В результате всего этого новый процесс может быть использован для синтеза чрезвычайно сложных структур из ДНК, а введенная в растворитель вода легко удаляется оттуда по завершению всех процессов.

Следует отметить, что технология самосборки наноструктур из молекул ДНК в среде не содержащих воды растворителей является побочной разработкой, которая была произведена в рамках исследований, направленных на поиски истоков жизни. Проводя эти исследования, ученые изучали возможность синтеза биологических молекул, необходимых для зарождения жизни в безводной среде. И, как это ни парадоксально, ученые выяснили, что некоторые химические процессы, необходимые для синтеза биологических органических молекул, протекают гораздо быстрее и проще при полном отсутствии воды в окружающей среде.