Científicos del Center for Advancing Electronics Dresden / TU Dresden y la Universidad de Tokio dirigidos por el Dr. Thorsten-Lars Schmidt (cfaed) desarrollaron un método para proteger las estructuras de origami de ADN de la descomposición en medios biológicos. Esta protección permite futuras aplicaciones en nanomedicina o biología celular.

El posicionamiento preciso de moléculas individuales entre sí es un desafío fundamental. La nanotecnología del ADN permite la síntesis de objetos de tamaño nanométrico con formas programables a partir de muchos fragmentos de ADN producidos químicamente. Uno de los métodos más utilizados en este campo es el llamado "origami de ADN" que permite fabricar nanopartículas con formas casi arbitrarias. que son alrededor de mil veces más pequeños que el diámetro de un cabello humano. Se pueden funcionalizar de forma específica en un sitio con una gran variedad de materiales, como moléculas de proteínas individuales, anticuerpos, moléculas de fármacos o nanopartículas inorgánicas. Esto permite colocarlos en geometrías o distancias definidas con precisión nanométrica.

Debido a este control único sobre la materia a escala nanométrica, Las nanoestructuras de ADN también se han considerado para aplicaciones en biología molecular y nanomedicina. Por ejemplo, se pueden utilizar como portadores de medicamentos programables, dispositivos de diagnóstico o para estudiar la respuesta de las células a moléculas dispuestas con precisión. Sin embargo, muchas de estas nanoestructuras de ADN artificial necesitan una concentración de sal mucho mayor que la de los fluidos corporales o los tampones de cultivo celular para mantener su estructura y, por tanto, su funcionalidad. Es más, pueden degradarse rápidamente por enzimas especiales (nucleasas) que están presentes en los fluidos corporales como la saliva o la sangre que digieren el ADN extraño. Esta inestabilidad limita cualquier aplicación biológica o médica.

Para superar esta deficiencia, un equipo dirigido por el líder del grupo de investigación de cfaed, el Dr. Thorsten L. Schmidt (Technische Universität Dresden / Alemania) recubrió varias estructuras de origami de ADN diferentes con un polímero sintético. Este polímero consta de dos segmentos, un segmento corto con carga positiva que "pega" electrostáticamente el polímero a la nanoestructura de ADN con carga negativa y una larga cadena de polímero sin carga que cubre toda la nanoestructura que se asemeja a una piel. En su estudio "Block Copolymer Micelization as a Protection Strategy for DNA Origami" publicado en Angewandte Chemie [DOI:10.1002 / anie.201608873] demostraron que tales nanoestructuras de ADN cubiertas con los polímeros estaban protegidas contra la digestión por nucleasas y las condiciones de bajo contenido de sal. Además, demostraron que las estructuras funcionalizadas con nanopartículas pueden protegerse mediante el mismo mecanismo.

Esto sencillo, Por lo tanto, una ruta sólida y rentable para proteger las estructuras basadas en el ADN podría permitir aplicaciones en biología y nanomedicina, donde el origami de ADN no protegido se degradaría.