Ученые разработали методику "закручивания" соединений на основе ДНК в ленты Мебиуса, замкнутые структуры, имеющие всего одну грань, и продемонстрировали методы постепенного усложнения подобных фигур, которые в будущем могут использоваться для молекулярных машин.
Структуры наподобие ленты Мебиуса, которую проще всего изготовить из полосы бумаги, скрутив ее на 180 градусов и склеив концы, очень часто встречаются в природе, однако изготовлять их на молекулярном уровне искусственным путем до сих пор ученые не могли.
Хао Янь и Янь Лю, химики из Аризонского университета в США разработали одностадийный процесс получения ленты Мебиуса из коротких отрезков на основе фрагментов ДНК. В качестве исходного материала, как и во всем известном искусстве сложения фигур из бумаги, где таковым является большой квадратный лист, в ДНК-оригами берется длинный отрезок одинарной цепочки ДНК.
Впоследствии он несколько раз "сгибается" и "складыватся" с помощью нескольких более коротких фрагментов ДНК. В результате образуется полоска из 11 параллельных одиночных спиралей ДНК, скованных друг с другом короткими отрезками ДНК.
"Мы берем длинную спираль ДНК из 10 тысяч 249 "букв" и после этого добавляем в среду, содержащую эту молекулу, короткие отрезки ДНК. В результате длинный отрезок складывается в полосу, которая затем сама собой сворачивается в ленту Мебиуса", - сказал Янь.
Аналогичным образом, используя дополнительные короткие отрезки ДНК ученые сумели "разрезать" полученную ленту Мебиуса в двух позициях и сложить из нее новую более сложную и большую скрученную структуру. Другим примером такого усложнения стало создание двух скрученных связанных между собой кольцевых структур.
Теперь ученым предстоит разработать рутинные процедуры создания еще более сложных структур на основе ДНК, с узлами и сочленениями, которые в будущем могут найти применение в создании молекулярных машин.
