Sciencemag.cz
Doporučujeme
Skládat z DNA různé krychle a podobné trojrozměrné útvary už nějaký čas umíme – této metodě se často říká „DNA origami“. Nicméně má stále řadu omezení.
Tak např. jde o postup, který musí probíhat čistě technologicky jako inženýrská konstrukce, kdy syntetizujeme jednotlivé části DNA a po sobě jdoucími kroky je skládáme. Nefunguje to ve stylu „nasypat a protřepat“, metodu nedokážeme propojit s běžnými biologickými ději uvnitř buněk.
Florian Praetorius a Hendrik Dietz z Technické univerzity v Mnichově proto přišli s konkurenční novou metodou vytváření 3D struktur. V jejich případě se nepoužívá jen samotná DNA, ale i proteiny. Tímto způsobem by v buňce mělo být možné vytvářet definované objekty o velikosti 10 až 100 nanometrů. Proteiny mohou působit jen jako stavební prostředek nebo být i součástí finální struktury. V zásadě pracují jako provázky (či sponky), které omotávají řetězce DNA a vytvářejí z nich dvojvláknové, různě zohýbané struktury. Pak se protein v některých případech může zase oddělit a sestavený objekt už zůstane stabilní. Vzorem pro příslušné proteiny byly tzv. TAL efektory, které v přírodě používají některé bakterie pro obalení určité struktury DNA hostitele, což má za cíl vyřadit z činnosti obranný mechanismus infikované buňky.
Celá konstrukce může být značně složitá, protože proteinové provázky mohou sloužit i jako kotva pro další proteiny, které svým druhým koncem mohou zase vázat jiné řetězce DNA.
Příslušnou DNA můžeme vložit do genomu buňky (poznámka PH: nebo spíš vedle jako mimojadernou DNA?) a stejně tak i sekvenci DNA, která kóduje stavební proteiny. Teoreticky by se mohlo jednat o autonomní systém, který by šlo pouze spustit signálem pro expresi příslušných genů a podle toho by se pak příslušná geometrie uvnitř buňky už složila sama. Mohli bychom to dokonce pokládat i za variantu DNA počítače.
Studie, publikovaná v Science, popisuje i možné využití takových struktur. Například předpokládáme, že prostorové uspořádání DNA má značný vliv na to, jaké geny se čtou jakým způsobem. Nyní by mohlo jít toto uspořádání pomocí „provázků a sponek“ snadno měnit a zkoumat, jak se změní genová exprese. Další věc je, že pokud bychom takto vedle sebe dokázali dostat a udržet určité enzymy, reakce vyžadující více kroků by mohly být mnohem efektivnější. A geometrie také hraje roli v imunitě, tj. při vzniku vazby protilátky na antigen.
Zdroj: Phys.org
