Schiere uniche delle proteine legate sui nanostructures auto-montati del DNA

In cronologia cinquanta anna da quando la struttura di DNA in primo luogo è stata rivelata, che cosa era una volta una scoperta d'estrazione della ricerca del premio Nobel si è trasformata in in un'icona culturale onnipresente cooptata per la promozione del tutto dalle fragranze agli atti musicali. Ora, la doppia elica esperta del DNA sta servendo da traliccio microscopico per avanzare gli sviluppi della nanotecnologia puntata su migliorando le sanità.

Hao Yan, un ricercatore all'istituto di Biodesign all'Arizona State University e un assistente universitario nel dipartimento di ASU di chimica e di biochimica, schiere uniche recentemente create delle proteine legate sui nanostructures auto-montati del DNA.

Mentre altri sforzi negli ultimi anni hanno messo a fuoco sull'apprendimento come costruire a nanostructures basati a DNA, il lavoro di Yan è novelli perché lo rende fattibile fissare tutta la biomolecola desiderata sui nanostructures del DNA. Tale lavoro è un punto importante e può servire da fondamenta future per le reti biocatalitiche, la scoperta della droga o i sistemi di rilevamento ultrasensibili.

“i motivi architettonici Razionale-progettati del nanoscale del DNA a lungo sono stati preveduti come impalcature per la direzione del montaggio delle biomolecole quali le proteine in una rete funzionale,„ ha detto Yan. “Tuttavia, i metodi per gestire tali installazioni sono ancora insufficienti. Un robusto e un approccio modulare sono necessari. „

Nei suoi risultati, Yan ed i colleghi ricercatori Yan Liu, Chenxiang Lin e Hanying Li dell'istituto hanno approfittato della base che accoppia i beni di DNA per fare i nanostructures del DNA. Gestendo la posizione e la posizione esatte delle basi del prodotto chimico all'interno di una replica sintetica di DNA, Yan ha potuto potenzialmente adattare varie installazioni del DNA.

In questo caso, Yan ha creato le mattonelle triple del DNA dell'incrocio, consistenti parallelamente di tre eliche appena sei nanometri di larghezza e 17 nanometri di lunghezza. Un nanometro è un-bilionesimo di un metro. Programmando nell'installazione una breve sequenza di DNA che riconosce una proteina particolare, chiamata un aptamer, Yan ha creato una molecola del DNA che potrebbe ora funzionare come cavezza biomolecolare.

“Questo è la prima volta mai un aptamer è stato utilizzato per collegare i nanoarrays auto-montati del DNA delle proteine,„ ha detto Yan.

Yan ha integrato un aptamer che riconosce la trombina della proteina, che è una proteina importante vitale alla coagulazione di sangue. La tecnica tiene conto Yan gestire precisamente sia la posizione che il gioco delle proteine della trombina sul DNA nanoarray. Yan confermato i suoi risultati usando microscopia atomica della forza, dove le proteine della trombina limitate al DNA nanoarray sono vedute come perle su una stringa. A causa dell'abilità della proteina che lega per essere visualizzato, l'un'applicazione intrigante della tecnica può essere nell'applicazione verso i singoli studi di proteomics della molecola.

“Attivamente stiamo discutendo applicando questa tecnologia al singolo proteomics della molecola ed alle interazioni della proteina-proteina di studio perché la distanza fra le proteine d'interazione potrebbe essere gestita con accuratezza di nanometro,„ ha detto Yan.

Inoltre, fissando le proteine differenti sull'impalcatura del DNA, Yan potrebbe direttamente visualizzare l'associazione di una droga alla sua molecola dell'obiettivo o ricreare le vie metaboliche su una singola schiera per imitare gli organelli differenti di modo funzioni in una cella.