Meta-DNA, le sue strutture possono portare a novità sulle nanotecnologie

Un team di scienziati guidati da Hao Yan, direttore del Center for Molecular Design and Biomimetics dell’ASU Biodesign Institute, ha appena annunciato la creazione di un nuovo tipo di strutture meta-DNA che apriranno i campi dell’optoelettronica (inclusa la memorizzazione e la crittografia delle informazioni) così come della biologia sintetica. Questa ricerca è stata pubblicata su Nature Chemistry: il ​​concetto di autoassemblaggio del meta-DNA può trasformare totalmente il mondo microscopico della nanotecnologia del DNA strutturale.

Le nuove strutture del meta-DNA

È risaputo che la natura prevedibile dell’accoppiamento di basi Watson-Crick e le caratteristiche strutturali del DNA hanno consentito ad esso di essere utilizzato come elemento costitutivo versatile per progettare sofisticate strutture e dispositivi su nanoscala. “Una pietra miliare nella tecnologia del DNA è stata certamente l’invenzione dell’origami di esso, in cui un lungo DNA a filamento singolo (ssDNA) viene piegato in forme designate con l’aiuto di centinaia di brevi filamenti in fiocco”, ha spiegato Yan. “Tuttavia è stato difficile assemblare architetture di DNA di dimensioni maggiori (da micron a millimetro) che fino a tempi recenti hanno limitato l’uso dell’origami”.

Le nuove strutture di dimensioni micron sono dell’ordine della larghezza di un capello umano che è 1000 volte più grande delle nanostrutture di DNA originali. Yan e collaboratori hanno lavorato instancabilmente, sfruttando l’ispirazione dalla natura, per cercare di risolvere complessi problemi umani, tra cui questo.

“In questa ricerca attuale abbiamo sviluppato una versatile strategia di” meta-DNA “(M-DNA) che ha permesso a varie strutture di DNA di dimensioni da submicrometriche a micrometriche di autoassemblarsi in un modo simile a come semplici filamenti di DNA corti si autoassemblano al livello nanoscala”, ha detto Yan.

Usando blocchi di meta-dna, hanno costruito una serie di architetture di DNA da sub-micrometro a scala micrometrica, comprese giunzioni meta-multi-braccio, poliedri 4D e vari reticoli 2D / 3D. Hanno anche dimostrato una reazione gerarchica di spostamento del filamento sul meta-DNA per trasferire le caratteristiche dinamiche del DNA al meta-DNA.