Ученые разработали технологию для контролируемой сборки ДНК

Новую технологию для сборки молекул ДНК разработали ученые университета Кембриджа, 24 июня написал журнал Nature Physics.

Полимеры — это длинные, похожие на цепочки молекулы, которые повсеместно присутствуют в природе. ДНК и РНК — это полимеры, образованные множеством последовательных копий нуклеотидов, соединенных вместе. При транспортировке внутри или между клетками эти биологические полимеры должны проходить через отверстия нанометрового размера, называемые «нанопорами».

Пропуская эти молекулы ДНК через нанопору и анализируя одновременные изменения в структуре потока ионов, исследователи с большой точностью определили, как изменяется скорость ДНК по мере ее прохождения.

Результаты эксперимента показали двухэтапный процесс, при котором скорость ДНК сначала замедляется, а затем ускоряется ближе к концу транслокации. Моделирование также продемонстрировало этот двухэтапный процесс и помогло выявить, что лежащая в его основе физика процесса определяется изменением трения между ДНК и окружающей жидкостью.

«Наш метод сборки линеек молекулярной ДНК, похожих на LEGO, позволил по-новому взглянуть на процесс прохождения полимеров через невероятно маленькие отверстия размером всего в несколько нанометров. Сочетание экспериментов и моделирования позволило получить полную картину физики, лежащей в основе этого процесса, и будет способствовать разработке биосенсоров на основе нанопор. Очень интересно, что теперь мы можем измерить и понять эти молекулярные процессы в таких мельчайших деталях», — объяснил доктор Николас Белл из Кавендишской лаборатории Кембриджа.

Эти результаты помогут повысить точность нанопористых датчиков в их различных приложениях, например, определение положения последовательностей ДНК с нанометровой точностью или раннего выявления заболеваний с помощью обнаружения целевой РНК.