Una nuova ricerca della North Carolina State University ha scoperto che le nanoparticelle d'oro con una leggera carica positiva lavorano insieme per svelare la doppia elica del DNA. Questa scoperta ha ramificazioni per la ricerca sulla terapia genica e il campo emergente dell'elettronica basata sul DNA.

"Abbiamo iniziato questo lavoro con l'obiettivo di migliorare i metodi di confezionamento del materiale genetico da utilizzare nella terapia genica, " dice il dottor Anatoli Melechko, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore di un articolo che descrive la ricerca. La terapia genica è un approccio per affrontare determinate condizioni mediche modificando il DNA nelle cellule interessate.

Il team di ricerca ha introdotto nanoparticelle d'oro, circa 1,5 nanometri di diametro, in una soluzione contenente DNA a doppio filamento. Le nanoparticelle sono state rivestite con molecole organiche chiamate ligandi. Alcuni dei ligandi avevano una carica positiva, mentre altri erano idrofobici, il che significa che erano respinti dall'acqua.

Poiché le nanoparticelle d'oro avevano una leggera carica positiva dai ligandi, e il DNA è sempre carico negativamente, il DNA e le nanoparticelle sono stati riuniti in pacchetti complessi.

"Però, abbiamo scoperto che il DNA veniva effettivamente decompresso dalle nanoparticelle d'oro, " dice Melechko. I ligandi caricati positivamente sulle nanoparticelle attaccate al DNA come previsto, ma i ligandi idrofobici delle nanoparticelle si sono aggrovigliati l'uno con l'altro. Poiché questo groviglio ha trascinato le nanoparticelle in ammassi, le nanoparticelle hanno separato il DNA. Il video del processo è di seguito:

"Pensiamo che le nanoparticelle d'oro siano ancora promettenti per la terapia genica, "dice la dottoressa Yaroslava Yingling, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore del documento. "Ma è chiaro che dobbiamo adattare i ligandi, carica e chimica di questi materiali per garantire che l'integrità strutturale del DNA non sia compromessa".

La scoperta è rilevante anche per la ricerca sull'elettronica basata sul DNA, che spera di utilizzare il DNA come modello per la creazione di circuiti nanoelettronici. Perché alcuni lavori in quel campo implicano il posizionamento di nanoparticelle metalliche sul DNA, questa scoperta indica che i ricercatori dovranno prestare molta attenzione alle caratteristiche di quelle nanoparticelle, o rischiare di minare l'integrità strutturale del DNA.