Молекулы ДНК являются не только "строительными кирпичиками" различных форм жизни, в последнее время ученые все чаще используют ДНК в качестве исходного материала для создания различных наноразмерных молекулярных структур, которые могут использоваться в самых различных областях, включая биотехнологии, биоэлектронику и т.
В разработанной технологии молекулы ДНК не содержат никакой генетической информации. Они представляют собой конструкционный материал, способный сворачиваться заранее запрограммированным способом. Программирование заключается в том, что четыре основания ДНК - аденин, цитозин, гуанин и тимин, образуют сильные связи друг с другом в зависимости от того, как они разделены на пары вдоль двойной спирали ДНК. При соединении цепочек в двойную молекулу основания образуют только самые сильные связи и молекулы начинают изгибаться, заворачивать и принимать другие запрограммированные ранее формы.
"Предыдущие методы сборки структур из ДНК использовали технологию параллельного расположения одиночных нитей ДНК, в результате чего очень часто молекулы соединялись не совсем правильно и принимали совершенно произвольные формы" - рассказывает Хэо Ян (Hao Yan), один из исследователей, - "Наш новый метод предлагает точнейший контроль за процессом самосборки сложнейших форм ДНК в трехмерном пространстве".
Создаваемые при помощи старых методов структуры из ДНК имели простые регулярные формы с высоким уровнем симметрии. Но новая технология позволяет создавать ДНК совершенно произвольных форм, переплетая вместе до 10 нитей ДНК и создавая углы и пересечения, где заканчиваются одновременно все эти нити.
В большинстве случаев все структуры, созданные при помощи нового метода, имеют сложную форму и располагаются в двухмерной плоскости. Но возможности технологии простираются и на создание трехмерных объектов, а венцом творения ученых стал так называемый Архимедов кубооктаэдр, сложная полуправильная фигура, имеющая 12 вершин и 24 грани.
Исследователи полагают, что разработанная ими технология позволит создавать ДНК-структуры абсолютно любых форм. Кроме того, технология имеет даже некоторую избыточность, ведь вряд ли потребуется изготавливать столь сложные фигуры, в которых в одной вершине сходятся сразу 10 граней. И все это делается не ради продвижения нового вида наноискусства, эта технология может послужить основой для новых нанотехнологий, в которых из ДНК будут изготавливаться наноконвейеры, на которых будет осуществляться сборка более крупных молекулярных объектов и устройств.