Un team di scienziati ha sviluppato un metodo per creare strutture i cui elementi costitutivi hanno dimensioni di un milionesimo di metro codificando il DNA con istruzioni di assemblaggio.

Il lavoro, descritto nel giornale Comunicazioni sulla natura , manipola il sequenziamento del DNA per offrire un approccio intricato e innovativo per sintetizzare i materiali al livello più fondamentale.

"La programmabilità sequenziale è una potente aggiunta alla cassetta degli attrezzi per l'autoassemblaggio che si rivelerà utile nella creazione del più piccolo dei materiali, " spiega Yin Zhang, l'autore principale del documento e uno studente laureato presso il Center for Soft Matter Research della New York University. "Porta alcuni dei vantaggi dell'uso biologico dell'assemblaggio sequenziale controllato utilizzando molecole, acidi nucleici, e proteine ​​su una nuova scala di progettazione".

I professori di fisica della New York University Paul Chaikin e Jasna Brujic e Nadrian Seeman, un professore di chimica della New York University, co-diretto la ricerca.

Sia le strutture naturali che quelle create dall'uomo sono costruite in sequenza, dalle celle ai grattacieli. Come bambole russe nidificanti, il montaggio avviene all'interno prima di iniziare all'esterno.

Però, quando si realizzano materiali su scala micrometrica, o circa un centesimo della larghezza di una ciocca di capelli umani, gli scienziati affrontano sfide sconosciute a ingegneri e produttori.

Sebbene siano stati adottati molti metodi per manipolare particelle così minuscole, tutti questi approcci presentano notevoli carenze nell'assemblaggio delle strutture.

Il team della NYU ha cercato di superare questi ostacoli con un nuovo approccio:codificare le istruzioni di assemblaggio all'interno degli elementi costitutivi e lasciare che questi elementi costitutivi si auto-organizzassero in una struttura prescritta in una sequenza predeterminata.

Fare così, ha distribuito diversi filamenti di DNA, ciascuno spalmato su una goccia d'olio in acqua, dove poi "parlavano" tra loro attraverso interazioni mediate dal DNA. Nello specifico, gli scienziati hanno messo quattro "sapori" di goccioline - etichettati B, C, D, ed E-in acqua. Hanno poi aggiunto una goccia "iniziatore", UN, che ha iniziato il processo di sequenziamento. Qui, il filamento di DNA su A avvia una catena di eventi in cui sposta uno dei filamenti appaiati su B, il cui filamento rilasciato si muove per attivare C, la goccia successiva nella sequenza, e così via. Il processo si traduce in una catena di goccioline, ABCDE.