L'origami d'ADN échafaudé utilise de nombreux produits chimiquement synthétisés, brins d'ADN courts (brins de base) pour diriger le pliage d'un plus grand, brin d'ADN d'origine biologique (brin d'échafaudage). Reconnaissance moléculaire (appariement de bases, c'est à dire., A se lie à T et G se lie à C) dirige l'ADN pour qu'il s'auto-assemble en une structure spécifique telle que programmée par les séquences de brins discontinus. Des brins d'agrafes uniques produisent un panneau perforé moléculaire avec une précision de spécificité de site nanométrique à un chiffre. L'image de microscopie à force atomique (à droite) montre la structure finale de l'origami. Crédit :Alexandrie Marchi
Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord, L'Université Duke et l'Université de Copenhague ont créé le plus grand origami ADN au monde, qui sont des constructions à l'échelle nanométrique avec des applications allant de la recherche biomédicale à la nanoélectronique.
"Ces origami peuvent être personnalisés pour une utilisation dans tout, de l'étude du comportement cellulaire à la création de modèles pour la nanofabrication de composants électroniques, " dit le Dr Thom LaBean, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à NC State et auteur principal d'un article décrivant le travail.
Les origami d'ADN sont des structures biochimiques auto-assemblées composées de deux types d'ADN. Pour faire de l'origami ADN, les chercheurs commencent par un brin d'ADN d'origine biologique appelé brin d'échafaudage. Les chercheurs conçoivent ensuite des brins synthétiques personnalisés d'ADN, appelés brins de base. Chaque brin de base est constitué d'une séquence spécifique de bases (adénine, cytosine, thaline et guanine - les éléments constitutifs de l'ADN), qui est conçu pour s'apparier avec des sous-séquences spécifiques sur le brin d'échafaudage.
Les brins d'agrafes sont introduits dans une solution contenant le brin d'échafaudage, et la solution est ensuite chauffée et refroidie. Au cours de ce processus, chaque brin d'agrafe se fixe à des sections spécifiques du brin d'échafaudage, rassembler ces sections et plier le brin d'échafaudage dans une forme spécifique.
La norme pour l'origami d'ADN a longtemps été limitée à un brin d'échafaudage composé de 7, 249 socles, créer des structures mesurant environ 70 nanomètres (nm) sur 90 nm, même si les formes peuvent varier.
Cependant, l'équipe de recherche dirigée par LaBean a maintenant créé un origami ADN composé de 51, 466 socles, mesurant environ 200 nm sur 300 nm.
"Nous avons dû faire deux choses pour que cela soit viable, " dit le Dr Alexandria Marchi, auteur principal de l'article et chercheur postdoctoral à Duke. "Nous avons d'abord dû développer un brin d'échafaudage personnalisé contenant 51 kilobases. Nous l'avons fait avec l'aide du biologiste moléculaire Stanley Brown de l'Université de Copenhague.
"Seconde, afin de rendre cela économiquement réalisable, nous avons dû trouver un moyen rentable de synthétiser des brins de fibres discontinues - car nous sommes passés de 220 brins de fibres discontinues à plus de 1, 600, " dit Marchi.
Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé ce qui est essentiellement une imprimante à jet d'encre convertie pour synthétiser l'ADN directement sur une puce en plastique.
"La technique que nous avons utilisée ne crée pas seulement de grands origami d'ADN, mais a une sortie assez uniforme, " LaBean dit. " Plus de 90 pour cent des origami s'auto-assemblent correctement. "
