Продемонстрирована пригодность ДНК для задач нанопроизводства

Применение ДНК в качестве программируемого строительного материала для самоорганизующихся наноконструкций, до сих пор было осуществимо только в лабораторных условиях.

Молекулярная самосборка теоретически могла осуществляться с субнанометровой точностью, инженеры могли проектировать самые разные объекты и точно определять — каким образом фрагменты ДНК сцепляются и складываются, принимая желаемую форму. Однако до сих пор отсутствовала структурная обратная связь, так как не было способа проконтролировать точность итоговой конструкции на субнанометровом уровне. Соответственно, процедура сборки не обеспечивала высокого качества и, вдобавок, занимала много времени.

Новые исследования, проведенные в Мюнхенском техническом университете (Technische Universitaet Muenchen, TUM), позволили преодолеть два барьера на пути к практическому внедрению этой перспективной нанотехнологии.

Использовав низкотемпературную электронную микроскопию сверхвысокого разрешения ученые смогли картографировать созданный 3D-объект в подробностях субнанометрового масштаба. Тестовая конструкция состояла более чем из 460 тыс. атомов и включала в себя целый набор элементарных «строительных блоков». Результаты, представленные в Трудах Национальной Академии Наук, не только демонстрируют точность атомарного уровня, но и показывают, что такие структуры, считавшиеся прежде гибкими и желеподобными, на самом деле достаточно жесткие для зондирования методами электронной микроскопии.

В отдельной серии экспериментов, команда TUM установила что время, требующееся для изготовления сложных объектов из ДНК, может быть сокращено с недели до нескольких минут, при выходе годных изделий почти 100%. Было впервые показано, что при постоянной температуре в создании запрограммированного объекта могут совместно участвовать сотни цепочек ДНК, за счет чего и обеспечивается многократное ускорение процесса.

Сочетание быстрого складывания и высокого качества, по мнению руководителя проекта, профессора Гендрика Дитца (Hendrik Dietz), дает основания рассматривать ДНК-сборку, как новую производственную технологию с коммерческими и даже индустриальными перспективами.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365