Gli Scienziati all'Istituto di Biodesign dell'Arizona State University hanno sviluppato la prima piattaforma di rilevazione del gene del mondo composta interamente dai nanostructures auto-montati del DNA.
I risultati, comparenti nell'emissione dell'11 gennaio della Scienza del giornale, potrebbero avere vaste implicazioni per la tecnologia del chip del gene e possono anche rivoluzionare il modo in cui l'espressione genica è analizzata in un unicellulare.
“Stiamo cominciando con la struttura più ben nota nella biologia, DNA ed applicandola come materiale da costruzione del nano-disgaggio,„ ha detto Hao Yan, un membro del Centro dell'istituto per la Singola Biofisica della Molecola e un assistente universitario di chimica e della biochimica nell'Istituto Universitario del Liberale e delle Scienze.
Yan è un ricercatore nel campo rapido conosciuto come nanotecnologia strutturale del DNA - che monta la molecola di vita in vari nanostructures con una vasta gamma di applicazioni dalle sanità al nanoelectronics.
Yan piombo un gruppo interdisciplinare di ASU sviluppare un modo usare la nanotecnologia strutturale del DNA per mirare ai messaggeri chimici dei geni, chiamati RNA.
Il gruppo incluso: autore principale e dottorando Yonggang KE di biochimica e di chimica; assistente universitario di chimica e di biochimica Yan Liu; Centro per Singoli Direttore di Biofisica della Molecola e professor Stuart Lindsay di fisica; e professore associato nel Banco delle Scienze Biologiche, Yung Chang.
“Questa è una delle prime applicazioni pratiche di una tecnologia potente, quella, fino ad ora, pricipalmente è stato l'argomento di dimostrazioni della ricerca,„ ha detto Lindsay. “Il campo di nanotecnologia strutturale del DNA recentemente ha veduto il progresso molto emozionante dalla costruzione geometrica e nanostructures topologici tramite l'auto-assembly del DNA basato mattonelle inizialmente dimostrato da Ned Seeman, da Erik Winfree e dai colleghi,„ ha detto Yan.
Un'innovazione recente di fabbricazione nello spazio dei nanoarrays indirizzabili del DNA è venuto dal lavoro sugli origami scaffolded del DNA, un metodo di Paul Rothemund in cui un'impalcatura virale lunga e unico incagliata del DNA può essere profilatura e cucito con punti metallici da tantissimo breve “assistente sintetico si incaglia„ nei nanostructures che video i reticoli complessi.
“Ma il potenziale di nanotecnologia strutturale del DNA nelle applicazioni biologiche è stato sottovalutato e se esaminiamo il trattamento dell'auto-assembly del DNA, sarete stupito molto d'importanza che i trilioni dei nanostructures del DNA possono formare simultaneamente in una soluzione di pochi microliters e, sono biocompatibili e solubile in acqua,„ ha detto Yan.
Il chip del DNA e la tecnologia di microarray si sono trasformati in in un'industria miliardaria del dollaro come gli scienziati la usano per esaminare migliaia di geni allo stesso tempo per le mutazioni o bugne scoprire alla malattia. Tuttavia, perché le sonde del DNA sono appuntate alla superficie solida dei chip di microarray, è trattamento relativamente lento affinchè gli obiettivi cerchi e per trovare le sonde. Inoltre, è duro gestire le distanze fra le sonde con accuratezza di nanometro.
“In questo lavoro, abbiamo sviluppato un nanoarray solubile in acqua che può approfittare del trattamento dimontaggio del DNA ed anche avere vantaggi che le schiere macroscopiche del microchip del DNA non hanno,„ ha detto Yan. “Le schiere stesse sono reagenti, invece dei chip di superficie solidi.„
Per fare le sonde del RNA di origami del DNA, Yan ha approfittato del DNA di base che accoppia le norme nell'alfabeto chimico del DNA (“A„ può formare soltanto un legame chimico del tipo di chiusura lampo con le paia di G “e„„ “di T soltanto con “la C "). Gestendo la posizione e la posizione esatte delle basi del prodotto chimico all'interno di una replica sintetica di DNA, Yan ha programmato un singolo DNA genomico incagliato, M13, nei nanotiles per contenere le sonde per gli obiettivi specifici di espressione genica.