Химики создали нановолокна на основе тройной спирали ДНК

Фото: amateur_photo_bore/flickr

Немного «расширив» ДНК-алфавит добавлением молекул циануровой кислоты, ученые обнаружили новый тип наноструктур на основе ДНК. При смешивании коротких одноцепочечных фрагментов ДНК с циануровой кислотой исследователи наблюдали формирование уникальных трехспиральных структур.

Исследование канадских и британских ученых, посвященное новому типу нановолокон на основе ДНК, опубликовано в журнале Nature Chemistry.

Циануровая кислота — недорогое химическое соединение, используемое для очистки и дезинфекции бассейнов — заинтересовало ученых из-за сходной с нуклеотидами («кирпичиками», из которых состоит ДНК) структуры молекул. Около восьми лет назад авторы работы обратили внимание, что молекулы циануровой кислоты имеют по три грани, распределение зарядов и связей на которых соответствуют тимину (буква Т в ДНК-алфавите).

При сборке молекулы ДНК тимин связывается с аденином (буква А в ДНК-алфавите), поэтому для своих экспериментов химики синтезировали небольшие одноцепочечные фрагменты ДНК, состоящие только из букв А. Смешивая две составляющие (полиА-последовательность и циануровую кислоту), ученые при помощи атомно-силового микроскопа наблюдали формирование нановолокон.

При дальнейшем исследовании новых структур исследователи обнаружили их уникальную архитектуру. Оказалось, что при добавлении циануровой кислоты полиА-фрагменты формируют трехцепочечную структуру, каждая «прядь» которой отделена от соседних рядом молекул циануровой кислоты. В сечении они выглядит как гексамерная розетка, стабилизированная за счет водородных связей — так же, как и двойная спираль ДНК.

Фундаментально новое исследование показало возможность использования небольших молекул для самосборки структур на основе ДНК, отличающихся от привычной двойной спирали. По словам авторов работы, нановолокна нового типа в будущем могут применяться в тканевой инженерии, медицинской химии и материаловедении. Однако пока неизвестно, безопасны ли подобные структуры: к примеру, совсем недавно ученые из Казани выяснили, что нанотрубки из графена могут провоцировать некоторые тяжелые заболевания.
Теги:

Читать еще на Чердаке: