En el campo emergente de la biología sintética, los ingenieros utilizan bloques de construcción biológicos, como fragmentos de ADN, para construir tecnologías novedosas. Uno de los desafíos clave en el campo es encontrar una manera de sintetizar rápida y económicamente las hebras de ADN deseadas. Ahora, los científicos de la Universidad de Duke han fabricado un chip de ADN reutilizable que puede ayudar a abordar este problema al actuar como una plantilla a partir de la cual se pueden fotocopiar múltiples lotes de bloques de construcción de ADN. Los investigadores han utilizado el dispositivo para crear hebras de ADN que luego doblaron en estructuras únicas a nanoescala. Presentarán sus hallazgos en el Simposio AVS, celebrado del 30 de octubre al 4 de noviembre, en Nashville, Tennesse.
Se han desarrollado muchos métodos diferentes de síntesis de ADN, pero cada método tiene sus inconvenientes. Síntesis de ADN a granel, que hace uso de columnas separadas para albergar las reacciones, puede producir grandes cantidades de material, pero es costoso y limitado en el número de secuencias de ADN diferentes que puede crear. Los investigadores de Duke, por el contrario, usó un cabezal de impresora de inyección de tinta para depositar pequeñas gotas de productos químicos en la parte superior de un chip de plástico, construyendo gradualmente hebras de ADN de longitud y composición mixtas en la superficie. Luego, el equipo utilizó un proceso de fotocopiado biológico para recolectar el ADN del chip. Para sorpresa de los investigadores, descubrieron que podían reutilizar el chip para recolectar múltiples lotes de ADN. "Descubrimos que teníamos un chip de ADN" inmortal "en nuestras manos, "dice Ishtiaq Saaem, investigador de ingeniería biomédica en Duke y miembro del equipo. "Esencialmente, pudimos realizar el proceso de copia biológica para liberar material del chip decenas de veces. El proceso parece funcionar incluso con un chip que hicimos, usó, almacenado en -20C por un tiempo, y sacado y usado de nuevo ".
Después de liberar el ADN del chip, el equipo lo "cocinó" junto con un trozo de ADN viral largo. "En el proceso de cocción, el ADN viral se grapa en la forma deseada por el ADN derivado del chip más pequeño, "explica Saaem. Uno de los primeros ejemplos de origami de ADN del equipo fue una forma de rectángulo con un triángulo adherido a un lado, que los investigadores denominaron una "nanocasa". La estructura podría usarse para orientar espacialmente materiales orgánicos e inorgánicos, servir como andamio para la administración de medicamentos, o actuar como una regla a nanoescala, Dice Saaem.
Avanzando, el equipo tiene la intención de producir estructuras de ADN más grandes, al mismo tiempo que prueba el límite de la frecuencia con la que se puede reutilizar su chip. En el corto plazo, la investigación tiene aplicaciones en el posicionamiento espacial de biomoléculas, como las proteínas, para fines de investigacion. A largo plazo, incluso podría transformar la tecnología de la información:"No me sorprendería si esta metodología se utilizara para fabricar la próxima generación de microprocesadores que puedan llevar la ley de Moore aún más lejos, "Dice Saaem.
