Siyentipiko sa Arizona State University sa Biodesign Institute ay may binuo ang unang sa mundo gene detection platform na binubuo ganap na mula sa self-binuo nanostructures ng DNA.
Ang mga resulta, na lumilitaw sa ang isyu sa Enero 11 ng Science journal, ay maaaring magkaroon ng malawak na implikasyon para sa gene chip teknolohiya at maaari ring baguhin nang lubusan ang paraan na kung saan gene expression ay sinusuri sa isang solong cell.
"Kami ay nagsisimula sa ang pinaka-kilalang istraktura sa biology, DNA, at-apply ito bilang isang nano-scale materyal gusali," sinabi Hao Yan, isang miyembro ng ang instituto ng Center para sa mga Single Biophysics Molekyul at isang katulong propesor ng kimika at byokimika sa Kolehiyo ng Liberal at Sciences.
Yan ay isang researcher sa mabilis-paglipat ng patlang na kilala bilang istruktura DNA Nanotechnology - na assembles Molekyul ng buhay sa isang iba't ibang mga mga nanostructures sa isang malawak na hanay ng mga application na mula sa tao kalusugan sa nanoelectronics.
Yan humantong ang isang interdisciplinary ASU koponan upang bumuo ng isang paraan upang gamitin ang istruktura DNA Nanotechnology i-target ang mga messengers ng kemikal ng mga genes, na tinatawag na RNA.
Ng koponan ang mga kasama: lead may-akda at kimika at byokimika nagtapos na estudyante Yonggang Ke; katulong propesor ng kimika at byokimika Yan Liu; Center para sa Single Biophysics Molekyul director at physics propesor Stuart Lindsay; at iugnay propesor sa School of Life Sciences, Yung Chang.
"Ito ay isa ng ang unang praktikal na aplikasyon ng isang malakas na teknolohiya, na, hanggang ngayon, ay pangunahing paksa ng mga demonstrations ng pananaliksik," sabi ni Lindsay. "Ang patlang ng istruktura DNA Nanotechnology ay kamakailan nakita magkano nakapupukaw pag-unlad mula sa constructing heometriko at topological nanostructures sa pamamagitan ng tile batay DNA self-assembly na una ipinapakita sa pamamagitan ng Ned Seeman, Erik Winfree at kasamahan, "sabi ni Yan.
Isang kamakailang pambihirang tagumpay ng pagsasagawa ng mga spatially addressable nanoarrays DNA ay dumating mula sa Paul Rothemund ng trabaho sa scaffolded DNA origami, isang paraan kung saan ang isang mahaba, solong-maiiwan tayo viral DNA plantsa maaari ay nakatiklop at stapled sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga maikling sintetiko "strands helper" sa nanostructures na nagpapakita komplikadong pattern.
"Ngunit ang mga potensyal na ng istruktura DNA Nanotechnology sa biological mga aplikasyon ay na-underestimated, at kung hitsura namin sa proseso ng DNA-assembly sa sarili, ikaw ay nagtaka nang labis na trillions ng mga nanostructures ng DNA ay maaaring form ng sabay-sabay sa isang solusyon ng ilang microliters, at lubhang mahalaga , sila biocompatible at tubig natutunaw, "sabi ni Yan.
DNA chip at microarray teknolohiya ay naging isang multi-bilyong dolyar na industriya bilang mga siyentipiko na gamitin ito upang masuri ang mga libo-libo ng mga genes sa sa parehong oras para sa mga mutations o uncovering pahiwatig sa sakit. Gayunpaman, dahil ang DNA probes ay pinned sa solid ibabaw ng chips microarray, ito ay medyo mabagal na proseso para sa mga target sa paghahanap at hanapin ang mga probes. Gayundin, ito ay mahirap upang makontrol ang distansya sa pagitan ng mga probes sa nanometer katumpakan.
"Sa trabahong ito, kami ay nakabuo ng isang tubig malulusaw nanoarray na maaaring samantalahin ng DNA sa sarili assembling proseso at ring magkaroon ng mga benepisyo na ang macroscopic arrays ng DNA microchip hindi," sabi ni Yan. "Ang arrays kanilang sarili ay reagents, sa halip na solid chips sa ibabaw."
Upang gumawa ng mga probes ng DNA origami RNA, Yan ay kinuha bentahe ng ang pangunahing DNA pagpapares ng mga patakaran sa alpabeto ng DNA kemikal ("A" ay maaari lamang bumuo ng isang siper-tulad ng bono kemikal sa "T" at "G" lamang pares na may "C" ). Sa pamamagitan ng pagkontrol sa eksaktong posisyon at lokasyon ng bases kemikal sa loob ng isang gawa ng tao na kopya ng DNA, Yan programmed isang solong maiiwan tayo genomic DNA, M13, sa nanotiles na naglalaman ng mga probes para sa mga tiyak na nagta-target ng gene expression.