Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard han desarrollado un método para construir nanoestructuras complejas a partir de hebras sintéticas cortas de ADN. Baldosas llamadas monocatenarias (SST), estos bloques de construcción de ADN entrelazados, "similar a Legos, pueden programarse para ensamblarse en formas diseñadas con precisión, como letras y emoticonos. Un mayor desarrollo de la tecnología podría permitir la creación de nuevos dispositivos a nanoescala, como los que administran medicamentos directamente a los sitios de la enfermedad.

La tecnología, que se describe en la edición en línea de hoy de Naturaleza , fue desarrollado por un equipo de investigación dirigido por el miembro principal de la facultad de Wyss, Peng Yin, Doctor., quien también es profesor asistente de biología de sistemas en la Escuela de Medicina de Harvard. Otros miembros del equipo incluyeron al becario postdoctoral de Wyss Bryan Wei, Doctor., y el estudiante de posgrado Mingjie Dai.

El ADN es más conocido como guardián de la información genética. Pero en un campo de la ciencia emergente conocido como nanotecnología de ADN, está siendo explorado para su uso como material con el que construir pequeños, estructuras programables para diversas aplicaciones. Hasta la fecha, la mayor parte de la investigación se ha centrado en el uso de una única hebra biológica larga de ADN, que actúa como una columna vertebral a lo largo de la cual hebras más pequeñas se unen a sus muchos segmentos diferentes, para crear formas. Este método, llamado origami de ADN, también se está realizando en el Instituto Wyss bajo el liderazgo del miembro de la Facultad Central William Shih, Doctor. Shih también es profesor asociado en el Departamento de Química Biológica y Farmacología Molecular de la Facultad de Medicina de Harvard y en el Departamento de Biología del Cáncer del Instituto del Cáncer Dana-Farber.

Al centrarse en el uso de hebras cortas de ADN sintético y evitar la hebra de andamio larga, El equipo de Yin desarrolló un método de construcción alternativo. Cada SST es un solo, hebra corta de ADN. Un azulejo se entrelazará con otro azulejo, si tiene una secuencia complementaria de ADN. Si no hay coincidencias complementarias, los bloques no se conectan. De este modo, una colección de mosaicos puede ensamblarse en específicos, formas predeterminadas a través de una serie de conexiones locales entrelazadas.

Al demostrar el método, los investigadores crearon poco más de cien diseños diferentes, incluidos los caracteres chinos, números, y fuentes, utilizando cientos de mosaicos para una sola estructura de 100 nanómetros (mil millonésimas de metro) de tamaño. El enfoque es simple, robusto, y versátil.

Como materiales de base sintética, las SST podrían tener algunas aplicaciones importantes en medicina. Los SST podrían organizarse en máquinas de administración de fármacos que mantienen su integridad estructural hasta que alcanzan objetivos celulares específicos. y porque son sintéticos, puede hacerse altamente biocompatible.

"El uso de la nanotecnología de ADN para crear nanodispositivos programables es un enfoque importante en el Instituto Wyss, porque creemos firmemente en su potencial para producir un enfoque de cambio de paradigma para el desarrollo de nuevos diagnósticos y terapias, "dijo el director fundador de Wyss, Donald Ingber, MARYLAND., Doctor.