Компьютер научили самостоятельно делать ДНК-оригами

Фото: Digizyme /MIT

Новая технология позволяет создавать практически любые наноструктуры из молекул ДНК, последовательности для которых подбираются автоматически, исключая трудоемкий процесс сборки вручную. Полученные таким образом частицы оказались достаточно стабильными и могут использоваться для биологических и не биологических применений.

ДНК-оригами — это технология получения двух- и трехмерных структур из ДНК — молекул, которые кодируют генетическую информацию. За последние десять лет исследователи научились создавать из ДНК разнообразные нанообъекты, в том числе динамические. Однако до сих пор дизайн и сборка каждого элемента ДНК-оригами была длительной и трудоемкой. Группа инженеров из Массачусетского технологического института (MIT) решила эту проблему, создав алгоритм автоматического подбора правильной последовательности «букв» ДНК. Подробно о разработке ученых рассказывается в статье в журнале Science или на сайте MIT.

Главное отличие нового алгоритма от классических подходов состоит в том, что отправной точкой его работы является не исходная последовательность ДНК, а желаемая 3D-структура объекта. Зная конечную форму объекта, алгоритм DAEDALUS (DNA Origami Sequence Design Algorithm for User-defined Structures) автоматически определяет последовательность ДНК, которая подойдет для ее создания. Для этого DAEDALUS сначала представляет структуру в виде гладкой поверхности, а затем разбивает ее на многоугольники. После этого он подбирает последовательность ДНК, которая «свяжет» все эти многоугольники, создав каркас для желаемой структуры.

Авторы исследования полагают, что разработанный ими подход в будущем может широко применяться в медицине и биологии. Например, созданные трехмерные ДНК-структуры могут использоваться для доставки лекарств или применяться для создания новых систем генетического редактирования.

Недавно другая группа ученых создала управляемый метаматериал, используя тот же вид древнего японского искусства — оригами.
Теги:

Читать еще на Чердаке: