El origami de ADN andamio utiliza numerosos sintetizados químicamente, hebras cortas de ADN (hebras de fibra) para dirigir el plegado de una hebra de ADN de origen biológico (hebra de andamio). Reconocimiento molecular (emparejamiento de bases, es decir., A se une a T y G se une a C) dirige al ADN a autoensamblarse en una estructura específica según lo programado por las secuencias de la hebra básica. Las hebras de grapas únicas producen un tablero de clavijas molecular con precisión de especificidad de sitio nanométrica de un solo dígito. La imagen de microscopía de fuerza atómica (derecha) demuestra la estructura final del origami. Crédito:Alexandria Marchi
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, La Universidad de Duke y la Universidad de Copenhague han creado el origami de ADN más grande del mundo, que son construcciones a nanoescala con aplicaciones que van desde la investigación biomédica hasta la nanoelectrónica.
"Estos origami se pueden personalizar para su uso en todo, desde el estudio del comportamiento celular hasta la creación de plantillas para la nanofabricación de componentes electrónicos, "dice el Dr. Thom LaBean, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo.
El origami de ADN son estructuras bioquímicas autoensambladas que se componen de dos tipos de ADN. Para hacer origami de ADN, Los investigadores comienzan con una hebra de ADN de origen biológico llamada hebra de andamio. Luego, los investigadores diseñan hebras sintéticas personalizadas de ADN, llamados hilos básicos. Cada hebra básica está formada por una secuencia específica de bases (adenina, citosina thaline y guanina - los componentes básicos del ADN), que está diseñado para emparejarse con subsecuencias específicas en la cadena de andamio.
Las hebras de grapas se introducen en una solución que contiene la hebra de andamio, y luego la solución se calienta y se enfría. Durante este proceso, cada hebra de grapas se adhiere a secciones específicas de la hebra del andamio, juntando esas secciones y doblando el cordón del andamio en una forma específica.
El estándar para el origami de ADN se ha limitado durante mucho tiempo a una hebra de andamio que se compone de 7, 249 bases, creando estructuras que miden aproximadamente 70 nanómetros (nm) por 90 nm, aunque las formas pueden variar.
Sin embargo, el equipo de investigación dirigido por LaBean ha creado ahora origami de ADN que consta de 51, 466 bases, midiendo aproximadamente 200 nm por 300 nm.
"Tuvimos que hacer dos cosas para que esto fuera viable, "dice la Dra. Alexandria Marchi, autor principal del artículo e investigador postdoctoral en Duke. "Primero tuvimos que desarrollar una hebra de andamio personalizada que contenía 51 kilobases. Lo hicimos con la ayuda del biólogo molecular Stanley Brown de la Universidad de Copenhague.
"Segundo, para que esto sea económicamente viable, tuvimos que encontrar una forma rentable de sintetizar hebras de fibra básica, porque pasamos de necesitar 220 hebras de fibra a necesitar más de 1, 600, "Dice Marchi.
Los investigadores hicieron esto utilizando lo que es esencialmente una impresora de inyección de tinta convertida para sintetizar ADN directamente en un chip de plástico.
"La técnica que usamos no solo crea grandes origami de ADN, pero tiene una salida bastante uniforme, "Dice LaBean." Más del 90 por ciento de los origami se autoensamblan correctamente ".
