L'ADN assemblé en nanostructures telles que des tubes et des formes inspirées de l'origami pourrait un jour trouver des applications allant des ordinateurs à ADN à la nanomédecine. Cependant, ces structures intrigantes ne persistent pas longtemps dans les environnements biologiques en raison d'enzymes appelées nucléases qui dégradent l'ADN. Maintenant, les chercheurs ont conçu des nanostructures d'ADN qui peuvent se guérir dans le sérum. Ils rapportent leurs résultats dans le journal de l'ACS Lettres nano .

Un jour, les médecins pourraient introduire des nanostructures d'ADN dans le corps humain pour diagnostiquer des maladies ou délivrer des médicaments, entre autres applications. Mais d'abord, ils doivent trouver un moyen de protéger ou de réparer les molécules lorsque les nucléases attaquent. Les chercheurs ont développé plusieurs approches pour stabiliser les structures dans le sérum, telles que la modification chimique ou le revêtement de l'ADN. Cependant, la fabrication de cet ADN stabilisé peut être coûteuse et longue, et les modifications pourraient affecter la biocompatibilité ou la fonction des nanostructures. Donc, Yi Li et Rebecca Schulman voulaient développer un processus d'auto-réparation qui pourrait considérablement prolonger la durée de vie des nanostructures d'ADN.

Les chercheurs ont conçu des nanotubes d'ADN qui s'auto-assemblent à partir de plus petites « tuiles » d'ADN. Dans le sérum à température corporelle, les nanostructures se sont dégradées en seulement 24 heures. Cependant, lorsque les chercheurs ont ajouté des carreaux supplémentaires au sérum contenant les nanotubes, les blocs de construction ont réparé les structures endommagées, prolongeant leur durée de vie à plus de 96 heures. En étiquetant les nanotubes d'origine et les tuiles supplémentaires avec des colorants fluorescents de couleurs différentes, l'équipe a déterminé que les petits morceaux d'ADN supplémentaires réparaient les structures dégradantes à la fois en remplaçant les tuiles endommagées et en se joignant aux extrémités des nanotubes. Les chercheurs ont développé un modèle informatique du processus qui indiquait que les nanostructures d'ADN pouvaient être maintenues pendant des mois ou plus en utilisant la méthode d'auto-guérison.