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    DNA come elemento costitutivo supramolecolare

    Credito:Università di Leiden

    Il dottorando Willem Noteborn ha studiato le strutture supramolecolari. Questi possono essere utili per il caricamento di farmaci e molecole di segnalazione riguardanti, Per esempio, differenziazione cellulare. Nella sua tesi, descrive il funzionamento di queste strutture.

    Noteborn:"L'obiettivo della mia ricerca è realizzare materiali su scala nanometrica, che alla fine possono formare strutture che superano questa piccola scala, visibile ad occhio nudo. Ho studiato come alcuni componenti formano strutture e le proprietà di tali strutture. Questo è il grande tema della mia tesi:chimica supramolecolare, destinati ad applicazioni mediche e diagnostiche.'

    I polimeri supramolecolari possono essere visti come catene di blocchi che non sono legati in modo covalente con, ad esempio, legami idrogeno o forze di Van der Waals. Noteborn utilizzava singole fibre polimeriche, così come reti più grandi in cui poteva, Per esempio, crescere cellule. Ha fatto molte ricerche sugli idrogel superassorbenti, realizzati con questo tipo di polimeri.

    In diversi esperimenti Noteborn ha utilizzato il DNA. Spiega:'Lavoro molto con il DNA. Tutti conoscono il DNA dal suo ruolo classico nella genetica e nella biotecnologia. Ma vado molto oltre la biologia sintetica vedendo il DNA come un elemento costitutivo.'

    In natura, nel DNA a doppio filamento si verificano le combinazioni delle basi complementari adenina e timina e citosina e guanina. Noteborn fa uso di questa proprietà. "Potresti attaccare l'adenina a una timina e la citosina a una guanina, risultando in una sorta di magneti. Con queste proprietà, puoi fare molti trucchi fantastici.'

    Figura 1; polimero supramolecolare con DNA su cui le particelle auree possono essere caricate selettivamente come sistema modello

    In uno dei suoi sistemi modello, Willem Noteborn ha utilizzato un polimero supramolecolare con ceppi di DNA per caricare e rilasciare selettivamente particelle d'oro di dimensioni nanometriche (figura 1). Quando questi polimeri vengono mescolati con particelle d'oro funzionalizzate dal DNA, si legheranno a un ceppo di DNA sul polimero. Con la presente, palline d'oro possono essere viste sul polimero. Con l'aggiunta di un libero, ceppo di DNA più complementare, le particelle auree con ceppi di DNA lasceranno andare il polimero perché si legheranno meglio al DNA libero che al polimero supramolecolare. Con la presente, le palle d'oro non si vedono più e poi, palline dorate più piccole possono essere caricate sul polimero.

    Noteborn è sempre stato interessato alla biologia e alla chimica. Suo padre Mathieu Noteborn è professore di biochimica all'Università di Leiden. Willem Noteborn dice:'Da quando avevo quattro anni ho camminato per il laboratorio. L'ambiente non mi era nuovo. Avevo molta ammirazione per Watson e Crick, due degli scopritori del DNA.'

    Willem Noteborn ha conseguito una laurea e un master in Life Science &Technology. Ha prima seguito uno stage con il suo successivo supervisore, Alessandro Cros. Dopo uno stage di master biotecnologico presso il gruppo di ricerca di Gilles van Wezel sui batteri Streptomyces, ha iniziato la sua ricerca universitaria presso Roxanne Kieltyka e Alexander Kros.

    La rilevanza sociale gioca un ruolo nella ricerca di Noteborns. Dice:'La mia ricerca è fondamentale, ma è necessario eventualmente venire con un apparecchio sociale. Penso che molti di questi tipi di sistemi modello non verranno applicati direttamente, ma molti aspetti possono essere implementati facilmente. Non abbiamo ancora fatto ricerche mediche.' Ma, lui decide, la chimica supramolecolare è una disciplina in rapida crescita. Nel futuro, questi sistemi saranno certamente applicati ai medicinali.


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