GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
  ГЛАВНАЯ НОВОСТИ АФИША ПРОЕКТЫ ИННОВАЦИИ ТУРИЗМ РАЗВЛЕЧЕНИЯ  
       
 
       
Электроника   Бытовая техника   Спорт и отдых   Софт и игры   Видео и музыка на DVD и Blu-ray   Музыка   Антиквариат и винтаж  

2

vkontakte.ru mail.ru facebook.com twitter.com ok.ru plus.google.com  information rss
       
ОБЩЕСТВО ЭКОНОМИКА И БИЗНЕС ПРОИСШЕСТВИЯ НАУКА И HI-TECH КОМПЬЮТЕРЫ И СОФТ АВТО-МОТО КОСМОС НАНОТЕХНОЛОГИИ МЕДИЦИНА КУЛЬТУРА СПОРТ РАЗНОЕ
 
 
 
 
ДЛЯ СБОРКИ ДНК ВОДА НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА  

ДЛЯ СБОРКИ ДНК ВОДА НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА


27.05.2015 биохимия, безводный растворитель, ДНК, наноструктура

Во всём мире используется программирование ДНК, для сборки комплексов нанометровых структур. Но до сих пор, производство этих искусственных сооружений было ограничено средой на водной основе, так как ДНК, естественно функционирует внутри водной среды живых клеток. Учёные из Технологического института штата Джорджия теперь могут собрать наноструктуру ДНК в растворителе, не содержащем воду.
   
  Учёные всего мира используют программирование ДНК, чтобы собирать комплексы нанометровых структур. Однако, до сих пор, их производство ограничено средой на водной основе, так как ДНК, естественно функционирует внутри водной среде живых клеток.

Исследователи из Технологического института штата Джорджия показали, что они теперь могут собрать ДНК в растворителе, не содержащем воду. В процессе экспериментов они также обнаружили, что добавление небольшого количества воды в созданный ими растворитель увеличивает скорость сборки и обеспечивает им новые возможности для управления процессом. Растворитель может также облегчить производство более сложных структур, уменьшив проблему ДНК, возникающей в связи с её поимкой ловушками непредусмотренных структур.

Исследование может открыть новые приложения для ДНК нанотехнологии, и помочь применить технологию ДНК в изготовлении наноразмерных полупроводников и плазмонных структур. Спонсируемое Национальным научным фондом и NASA, исследование будет опубликовано как тема номера в томе 54, 23 выпуска journal Angewandte Chemie International Edition.

«Нанотехнологии ДНК становятся всё более и более сложными, и этот растворитель может помочь исследователям, которые работают в этой развивающейся области», — сказал Николай Худ (Nicholas Hud), профессор в Школе химии и биохимии Georgia Tech. «С этой работой, мы показали, что ДНК-наноструктура может быть собрана в растворителе без воды, и что мы можем смешать воду с тем же самым растворителем, чтобы ускорить сборку. Мы также можем взять структуры, которые были собраны в этом растворителе, смешанном с водой — удалить воду, используя вакуум - и полученные структуры ДНК остаются неповрежденными в безводном растворителе».

Скорость сборки наноструктур ДНК может быть очень медленной, и сильно зависит от температуры. Повышение температуры увеличивает этот показатель, но температуры, которые слишком высоки, могут заставить структуры ДНК разваливаться. Система растворителей, разработанная в Georgia Tech, добавляет новый уровень контроля над сборкой ДНК. Структуры ДНК собираются при более низких температурах в этом растворителе, и добавлением воды можно регулировать вязкость растворителя, которая позволяет осуществлять более быстрый монтаж по сравнению с его безводной версией.
   
 
ДЛЯ СБОРКИ ДНК ВОДА НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА   «Этот растворитель меняет правила», — сказал Исаак Гальего (Isaac Gállego), доктор в лаборатории HUD и главный автор. «Теперь у нас есть инструмент, который управляет кинетикой сборки ДНК и термодинамикой, всё в одном растворителе. Этот растворитель также предлагает расширенные свойства для нанотехнологий и для стабильности этих наноматериалов в растворе».

Гальего работал в области нанотехнологий ДНК до приезда в Технологический институт Джорджии, и был убеждён, что альтернативные растворители могут продвинуть эту область. В Институте он оценил новые растворители для их использования в работе с ДНК-наноструктурами, растворители, которые ранее были разработаны для других целей.
   
  Один растворитель, который он проверил, названный glycholine, является смесью глицерина и холинового хлорида, позволил двумерной структуре ДНК Origami собраться за течение шесть дней при температуре 20 °С.

Glycholine не только собирал структуру ДНК при относительно низкой температуре, но также позволял избегать кинетических ловушек, промежуточных структур, которые являются стабильными, но не желательными структурами. Структуры, которые не полностью собираются, являются основным источником низкой урожайности в процессе наносборки ДНК.

«Этот растворитель может обеспечить новый инструмент, чтобы сделать более сложные конструкции с ДНК, потому что вы можете избежать захвата этих сложных структур на промежуточных этапах», — добавил Гальего. «Кинетические ловушки — это узкое место в производстве более сложных наноструктур ДНК».

Glycholine смешивается с водой, причём в любом соотношении, что позволяет контролировать кинетику процесса сборки. Например, одна структура, которая собирается в течение шести дней в чистом растворителе, будет собираться за 3 часа в растворе glycholine, содержащем 10% воды. Ключевой особенностью новой системы растворителей является то, что она не требует изменения существующих конструкций нанотехнологий ДНК, которые были разработаны для воды.
   
 
ДЛЯ СБОРКИ ДНК ВОДА НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА   «Вы можете ходить назад и вперёд между гидратированными и негидратированными системами», — сказал Гальего. «Эта растворяющая система сохраняет структуры ДНК, которые были разработаны для использования в воде».

Система растворителей может улучшить совместное использование металлических наночастиц и материалов на основе ДНК. В типичных водных растворителях, где выполняется ДНК нанотехнологии, наночастицы склонны к агрегации. Низкая же волатильность растворителя может также позволить хранить собранные структур ДНК без опасения, что среда, основанная на воде, высохнет.
   
  Исследовательская группа, в которой также работала Марта Гровер (Martha Grover) из Школы химической и биомолекулярных инженерии Georgia Tech, до сих пор использовала растворитель, чтобы собрать три структуры, в том числе двух структуры ДНК-оригами. В будущей работе, они надеются использовать управление, предоставляемое безводными растворителями для получения динамических структурных перестроек ДНК, которые не возможны в воде. А также исследовать другие растворители, которые могут иметь дополнительные свойства, привлекательные для нанотехнологических приложений.

«Мы были уверены, что все вместе мы найдём растворитель, который был бы совместим с существующими ДНК нанотехнологии», — добавил Николай Худ. «Удивительно было найти растворитель, который позволяет сборку конструкций легче, чем в воде. Это было абсолютно неожиданно, потому что нанотехнологии ДНК были разработаны в воде».

Исследование безводных растворителей выросло из исследования Технологического института Джорджии происхождения жизни. Худ и его коллеги задались вопросом, возможно, ли что молекулы, необходимые для жизни, такие как предок ДНК, появились и развивались без воды. В некоторых случаях, отметил он, химическим процессам, необходимым для создания молекул жизни было бы намного легче в отсутствии воды.
   
 
ДЛЯ СБОРКИ ДНК ВОДА НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА   «Эта работа была вдохновлена исследованием происхождения жизни с основным вопросом того, могли ли бы сложные структуры ДНК существовать в неводных растворителях, и мы показали, что они могут», — сказал Худ. «И что мы нашли, работа с этими новыми растворителями может помочь ответить на некоторые вопросы о происхождении жизни, также имея применения в области нанотехнологий».


Источник: GIGPORT.RU
 
Нравится
 
 
 
 
 
 
 
GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
ГИПЕРПОРТАЛ
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
ИНТЕРЕСНОЕ В МИРЕ
ОНЛАЙН ГИПЕРМАРКЕТ
ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
ГИПЕРПОРТАЛ
 
     
 
Книги   Детям и мамам
 
     
 
Одежда, обувь, аксессуары   Красота и здоровье
 
     
 
 
     
   
     
   
     
       
  COPYRIGHT
 
  Рейтинг@Mail.ru   Яндекс.Метрика   Проверка тиц pr