ADN, présent dans presque toutes les cellules, est de plus en plus utilisé comme matériau de construction pour construire de minuscules, mais des structures sophistiquées telles que des « marcheurs d'ADN » autonomes qui peuvent se déplacer le long d'une surface de microparticules, étiquettes fluorescentes pour applications diagnostiques, des « boîtes à ADN » qui servent de véhicules intelligents de distribution de médicaments programmés pour s'ouvrir sur les sites de la maladie pour libérer leur contenu thérapeutique, ou des usines programmables de nanoparticules de tailles et de formes définies pour de nouvelles applications optiques et électroniques.
Pour accueillir ces fonctions, des chercheurs du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard et du monde entier ont développé des moyens qui permettent aux brins d'ADN de s'auto-assembler en structures 3D de plus en plus complexes telles que des origamis d'ADN échafaudés. ADN origamis, cependant, sont limités dans leurs tailles car ils reposent sur la disponibilité de brins d'échafaudage qui peuvent être difficiles à fabriquer et à manipuler. En 2012, Peng Yin et son équipe du Wyss Institute ont présenté une méthode alternative en La nature (2D) et Science (3D) qui est basé sur des « briques » d'ADN, qui n'utilisent pas d'échafaudage mais sont plutôt capables de se connecter comme des briques Lego imbriquées et ainsi de s'auto-assembler en structures de la taille d'un origami avec des formes prescrites.
Comme indiqué dans La nature , l'équipe a dépassé sa technologie de deux ordres de grandeur, permettant aux briques d'ADN de nouvelle génération de s'auto-assembler en nanostructures tridimensionnelles 100 fois plus complexes que celles créées avec les méthodes existantes. L'origami d'ADN et les briques d'ADN de première génération s'auto-assemblent à partir de centaines de composants uniques pour produire des nanostructures à l'échelle MegaDalton, alors que la nouvelle approche des briques d'ADN permet 10, 000 composants à auto-assembler dans des structures de la taille d'un GigaDalton (1 GigaDalton équivaut à 1000 MegaDaltons ou 1 milliard de Daltons). L'étude fournit des outils informatiques conviviaux pour concevoir des nanostructures d'ADN avec des cavités complexes (et éventuellement des surfaces) qui ont le potentiel de servir de composants de construction dans de nombreuses applications nanotechnologiques en médecine et en ingénierie.
« Le principe et les capacités prometteuses de nos briques d'ADN de première génération nous ont amenés à nous demander si nous pouvions améliorer le système pour atteindre des nanostructures beaucoup plus complexes avec des rendements beaucoup plus élevés dans les réactions d'assemblage en un seul pot. Ici, nous avons réussi à faire tout cela. Nous avons travaillé. une plate-forme pratique facilement accessible qui permet aux chercheurs ayant des intérêts et des applications très différents en tête de créer un canevas moléculaire avec 10, 000 briques et l'utiliser pour construire des nanostructures d'une complexité et d'un potentiel sans précédent, " a déclaré l'auteur correspondant Yin, Doctorat., qui est membre du corps professoral du Wyss Institute, co-responsable de l'Initiative de robotique moléculaire de l'Institut, et professeur de biologie des systèmes à la Harvard Medical School.
