Un sistema de actuador de cristal de ADN diseñado

18 de agosto de 2022

(Noticias de Nanowerk) El diseño de material macroscópico con las propiedades químicas, físicas y mecánicas deseadas desde el nivel molecular es un desafío continuo para el autoensamblaje y nanotecnología.

Debido a su incomparable programabilidad y biocompatibilidad, estructura nanotecnología de ADN ha demostrado ser un enfoque potente para tales diseños, donde las nanoestructuras autoensambladas responden a través de una variedad de mecanismos que incluyen el desplazamiento de la cadena de ADN, el cambio de conformación de motivos específicos, la orientación con aptámeros de ADN (ver por ejemplo: “Nanorobots que combaten el cáncer programados para buscar y destruir tumores“), y dominios de ADNzima.

Mientras que estos enfoques prometen un gran potencial para la biodetección sensible, la administración controlable de fármacos, el diagnóstico médico y el tratamiento de enfermedades, la mayoría de las reconfiguraciones de las nanoestructuras autoensambladas se limitan a la escala de nanómetros.

Ahora, en un nuevo trabajo publicado en Materiales avanzados (“Impulsando un movimiento de ≈50 µm por un evento molecular en cristales de ADN”), los investigadores demuestran un sistema activador de cristal de ADN diseñado que puede expandirse y contraerse reversiblemente más de 50 µm en respuesta a múltiples estímulos externos.

Durante este proceso de expansión/contracción, la porosidad (por lo tanto, la permeabilidad) del cristal cambia mucho, lo que proporciona un mecanismo para encapsular/liberar de forma reversible nanopartículas o proteínas. Diseño esquemático de cristales de ADN sensibles a estímulos. a) El motivo del triángulo de tensegridad del ADN. b) El cristal autoensamblado de los triángulos de ADN. Los círculos rosados ​​sólidos etiquetados con P representan 5′-fosfatos. c) Cristales de ADN ligados en 2D. Tenga en cuenta que los marcos de ADN se mantienen a lo largo de la dirección horizontal por la cohesión del extremo pegajoso (rojo). d) La expansión de los cristales de ADN responde a estímulos externos. e) Una vista general de la expansión/contracción de los cristales de ADN. (Reimpreso con permiso de Wiley-VCH Verlag)

Los autores del estudio prevén que su trabajo conducirá a varias posibilidades interesantes como materiales inteligentes, que incluyen: 1) el cambio de tamaño fácilmente observable de los cristales de ADN podría explotarse como un informe para la detección química; y 2) el sistema puede servir como una esponja para almacenar y liberar partículas de tamaño nanométrico y administrar fármacos macromoleculares (por ejemplo, proteínas y ácidos nucleicos pequeños).

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