Sciencemag.cz
Doporučujeme
U skládačky nemusíte jednotlivé dílky lepit. Stačí, aby se tvary k sobě hodily.
Nová studie chemiků z Newyorské univerzity zjistila, že DNA dlaždice se mohou sestavit do 3D struktur i bez lepení vláken pomocí vodíkových vazeb. Objev podle autorů „převrací základní paradigma v oblasti samosestavování DNA“.
Zesnulý profesor chemie NYU Ned Seeman založil obor nanotechnologie DNA, který využívá syntetické řetězce DNA jako stavební kameny pro sestavování komplexních architektur. Seeman objevil, že DNA se může sama sestavit do trojúhelníkových 3D tvarů, které se dále mohou společně uspořádat do krystalů. Stačí na konec každé dvojité šroubovice DNA přidat „lepkavé konce“, které jim umožňují navzájem se spojit prostřednictvím vodíkových vazeb. Tato kombinace molekul DNA a lepkavých konců podle Seemana „vytváří výkonnou molekulární sadu stavebních kamenů pro strukturální DNA nanotechnologii“.
Seemanovi kolegové se nyní dokázali obejít lepkavých konců s vodíkovými vazbami a zjistili, že i samotný tvar může vést ke skládání DNA podobně jako u puzzle.
Složité struktury DNA se získávají skládáním trojúhelníkových jednotek, podobně jako z dobře umístěné cihel se dá stavět i bez malty. „U skládačky nemusíte jednotlivé dílky lepit. Stačí, aby se tvary k sobě hodily,“ uvedl spoluautor studie Simon Vecchioni (NYU). „A ukázalo se, že trojúhelníkový tvar, který je pro tuto práci klíčový, se velmi dobře skládá sám, bez lepkavých konců.“
Využitím geometrie dvourozměrných podjednotek DNA a plochého rozhraní na konci každé dvojité šroubovice vytvořili vědci knihovnu komplexních, rozmanitých 3D struktur vyrobených výhradně z DNA. Mnohé z výsledných architektur byly zcela nové formy a tvary charakterizované novými zákruty, inverzemi a rotacemi.
Výzkumníci zejména zjistili, že mohou kombinovat tradiční „pravotočivou“ DNA (poznámka: myslí se tím vinutí v dvojšroubovici, téměř vždy pravotočivé, nebo to, zda je nukleová kyselina z pravotočivé D-ribózy a opačná forma by měla formu sacharidu L?) a její zrcadlově převrácenou „levotočivou“ formu. Když vědci provedli změny na plochém stohovacím rozhraní, dokázali levotočivou a pravotočivou DNA navzájem oddělit, smíchat nebo vytvořit vrstvené struktury – v podstatě tak přiměli zrcadlovou DNA komunikovat a koexistovat v rámci stejných 3D struktur.
To znamená, že pro zkoumání komplexních vlastnosti zrcadlových nukleových kyselin nemusíme nutně vytvářet celou „zrcadlovou chemii“ nebo dokonce „zrcadlový život“.
Karol Woloszyn et al, Blunt-force assembly of programmable DNA architectures using π–π stacking, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-69973-1
Zdroj: New York University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
