(PhysOrg.com) -- Mentre la maggior parte delle persone conosce il DNA come gli elementi costitutivi della vita, queste grandi molecole hanno anche potenziali applicazioni in aree come il biosensore, assemblaggio di nanoparticelle, e costruire strutture supramolecolari. E ora gli scienziati hanno aggiunto un altro uso alla lista:l'inchiostro invisibile.

I ricercatori, Jian Liang e Giacinto Scoles della Temple University di Filadelfia, Pennsylvania, e Matteo Castronovo della Temple University e del CRO-National Center Institute di Aviano Pordenone, Italia, hanno pubblicato il loro lavoro sull'uso del DNA come inchiostro invisibile in un recente numero del Giornale della Società Chimica Americana .

Scrivere con il DNA come inchiostro invisibile, gli scienziati hanno utilizzato una tecnica di nanolitografia chiamata nanoinnesto, in cui le nanostrutture sono scritte utilizzando un microscopio a forza atomica. A differenza di altre tecniche di nanolitografia, in cui le nanostrutture sono scritte su una superficie, il nanotrapianto rimuove prima le molecole originali nella regione di scansione e poi scrive nuove molecole al loro posto.

Utilizzando questa tecnica, gli scienziati hanno prima ricoperto una superficie d'oro con un monostrato di molecole di DNA tiolato a singolo filamento (ssDNA) utilizzando un processo di autoassemblaggio. Quindi hanno incorporato lo stesso tipo di DNA usando il nanotrapianto nello sfondo del DNA tiolato. A questo punto, il modello di DNA nanotrapiantato è invisibile, in quanto ha lo stesso spessore e composizione chimica dello sfondo.

Però, il DNA nanotrapiantato è diverso dallo sfondo del DNA autoassemblato in quanto le molecole nanotrapiantate hanno un ordine di impaccamento più stretto. Sebbene l'ordine di imballaggio sia invisibile nelle condizioni iniziali, un ordine di confezionamento più stretto rende il DNA nanotrapiantato più sensibile all'ibridazione. Gli scienziati hanno scoperto che l'esecuzione di un processo di ibridazione che prevede l'immersione del film di DNA in un fluido contenente il DNA complementare (cDNA) aumenta lo spessore del DNA nanotrapiantato in modo molto più drammatico di quello del DNA autoassemblato. Di conseguenza, il modello di DNA nanotrapiantato emerge e diventa visibile.

Deibridando il film di DNA, i ricercatori potrebbero invertire l'aumento di spessore e rendere nuovamente invisibile il modello del DNA. Per deibridare, i ricercatori hanno incubato il film di DNA in acqua Milli-Q ultrapura per diverse ore, e il modello è scomparso. I ricercatori hanno scoperto che potevano ripetere il processo di ibridazione/deibridazione più volte, e il modello potrebbe ancora essere commutato tra visibile ("on") e invisibile ("off") con alta fedeltà.

Gli scienziati hanno notato che questa capacità di scrivere, leggere, e la cancellazione non è molto comune nella nanolitografia. Questa novità rende l'inchiostro invisibile del DNA una scoperta intrigante che potrebbe essere utilizzata per manipolare molecole biologiche e generare nuove tecnologie di crittografia. La capacità di crittografia potrebbe anche essere combinata con altre tecniche come il DNA stamping, che consente di trasferire i modelli utilizzando un programmabile, reversibile, e muffa riciclabile.

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