DNA-Nanostrukturen Pixabay
Ein Forscherteam hat es geschafft, sich zu entwickeln DNA-Nanostrukturen die die unglaubliche Fähigkeit haben, sich in einem Serum selbst zu reparieren. DNA-Nanostrukturen sind interessante Dinge und könnten eines Tages verwendet werden, um Dinge wie DNA-Computer zu bauen oder Anwendungen in der Nanomedizin der Zukunft zu haben.
Der Bericht befindet sich im ACS-Journal. Nano-Buchstaben .
VERBINDUNG: WAS IST DNA-COMPUTER, WIE FUNKTIONIERT ES UND WARUM IST DAS EIN GROSSES ANGEBOT?
Was sind DNA-Nanostrukturen?
DNA-Nanostrukturen sind winzige Strukturen wie Röhren oder Origami-inspirierte Formen, die vollständig aus DNA bestehen. Diese unglaublichen Strukturen könnten haben wichtige Anwendungen von DNA-basierten Computern bis zur Nanomedizin.
Dies könnte für die Datenverarbeitung besonders revolutionär sein, da herkömmliche Transistoren dazu neigen elektrischer Leckstrom je kleiner sie werden. DNA-basierte Systeme könnten möglicherweise eine Methode darstellen, um die Einschränkungen immer kleinerer Transistoren in Zukunft zu überwinden.
In der Medizin könnten Nanostrukturen auch revolutionär sein. Ärzte der Zukunft könnten einführen DNA-Nanostrukturen in einen Patienten, der unter anderem bei der Diagnose von Krankheiten oder der Abgabe von Medikamenten hilft.
Aber sie haben eine große Achillesferse. DNA-Nanostrukturen sind in der Natur sehr kurzlebig, insbesondere in biologischen Umgebungen.
Dies liegt daran, dass sie als DNA sehr anfällig für Abbau von sind Enzyme genannt Nukleasen . Aber ein Forschungsteam scheint einen möglichen Weg gefunden zu haben, um sie in einem Serum selbst zu reparieren.
Was haben die Forscher entdeckt?
Wie wir gesehen haben, haben DNA-Nanostrukturen viele Potenziale, aber ihre Anfälligkeit für Nukleasen ist ein ernstes Problem, das überwunden werden muss. Damit sie in Zukunft wirklich nützlich sind, müssen sie geschützt oder repariert werdenSchäden sind von entscheidender Bedeutung.
Und einige Arbeiten wurden bereits durchgeführt. Minderungsmethoden wurden unter Verwendung verschiedener Ansätze entwickelt, um die Strukturen im Serum durch zu stabilisieren chemische Modifizierung oder Beschichtung der DNA.
Diese bestehenden Methoden zur Stabilisierung von DNA-Nanostrukturen sind jedoch sowohl zeitaufwändig als auch vor allem teuer. Außerdem besteht bei Modifikationen dieser Art die Gefahr, dass die Biokompatibilität und die beabsichtigte Funktion der Nanostrukturen beeinträchtigt werden.
Dies veranlasste die Forscher, darunter Yi Li und Rebecca Schulman, einen Selbstreparaturprozess entwickeln zu wollen, der die Lebensdauer von DNA-Nanostrukturen erheblich verlängern könnte.
Die Forscher konnten DNA-Nanoröhren entwerfen, die sich erstaunlicherweise aus kleineren, sogenannten DNA- "Kacheln" selbst zusammensetzen konnten. Diese Strukturen befinden sich jedoch im Serum bei Körpertemperatur. innerhalb der Klasse herabgestuft 24 Stunden .
Als die Forscher dem Serum zusätzliche DNA- "Kacheln" hinzufügten, schienen die Bausteine die beschädigten Strukturen zu reparieren. Dadurch konnten die Nanostrukturen ihre Lebensdauer um bis zu verlängern. 96 Stunden .
Die Forscher beschriftet die ursprünglichen Nanoröhren und DNA- "Kacheln" mit unterschiedlich gefärbten Fluoreszenzfarbstoffen. Bei dieser Technik stellten sie fest, dass die zusätzlichen DNA- "Kacheln" tatsächlich die abgebauten Strukturen reparierten, indem sie beschädigte Abschnitte der Strukturen ersetzten und sich an derNanoröhrenenden.
Die Forscher entwickelten ein Computermodell des Prozesses, das darauf hinwies, dass DNA-Nanostrukturen mithilfe der Selbstheilungsmethode über Monate oder länger aufrechterhalten werden können.
Sie können die vollständige Zusammenfassung des Papiers auf der Seite lesen. Website von ACS Publications hier . Das Papier wurde teilweise von der Defense Advanced Research Projects Agency finanziert.