I ricercatori della McGill University hanno sviluppato un nuovo, metodo a basso costo per costruire nanotubi di DNA blocco per blocco:una svolta che potrebbe aiutare a spianare la strada a scaffold realizzati con filamenti di DNA da utilizzare in applicazioni quali dispositivi ottici ed elettronici o sistemi intelligenti di somministrazione di farmaci.

Molti ricercatori, compreso il team McGill, hanno precedentemente costruito nanotubi utilizzando un metodo che si basa sull'assemblaggio spontaneo di DNA in soluzione. La nuova tecnica, segnalato oggi in Chimica della natura , promette di produrre meno difetti strutturali rispetto al metodo di assemblaggio spontaneo. L'approccio a blocchi consente inoltre di controllare meglio le dimensioni e i modelli delle strutture del DNA, riferiscono gli scienziati.

"Proprio come un gioco di Tetris, dove manipoliamo i pezzi del gioco con l'obiettivo di creare una linea orizzontale di più blocchi, ora possiamo costruire lunghi nanotubi blocco per blocco, " ha detto Amani Hariri, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Chimica della McGill e autore principale dello studio. "Utilizzando un microscopio a fluorescenza possiamo visualizzare ulteriormente la formazione dei tubi in ogni fase dell'assemblaggio, poiché ogni blocco è etichettato con un composto fluorescente che funge da faro. Possiamo quindi contare il numero di blocchi incorporati in ogni tubo man mano che viene costruito".

Questa nuova tecnica è stata resa possibile dallo sviluppo negli ultimi anni della microscopia a singola molecola, che consente agli scienziati di scrutare il nanomondo attivando e disattivando la fluorescenza delle singole molecole. (Quel lavoro innovativo ha vinto il Premio Nobel per la Chimica 2014 a tre scienziati statunitensi e tedeschi.)

La ricerca di Hariri è supervisionata congiuntamente dai professori di chimica Gonzalo Cosa e Hanadi Sleiman, che ha co-autore del nuovo studio. Il gruppo di ricerca di Cosa è specializzato in tecniche di fluorescenza a singola molecola, mentre Sleiman utilizza la chimica del DNA per progettare nuovi materiali per la somministrazione di farmaci e strumenti diagnostici.

La tecnica di assemblaggio su misura sviluppata attraverso questa collaborazione "ci dà la possibilità di monitorare i nanotubi mentre li stiamo costruendo, e vedere la loro struttura, robustezza e morfologia, "Cosa ha detto.

"Volevamo controllare le lunghezze e le caratteristiche dei nanotubi uno per uno, " disse Sleiman, che detiene la cattedra di ricerca canadese in DNA Nanoscience. I risultanti "nanotubi di design, "aggiunge, promettono di essere molto più economici da produrre su larga scala rispetto a quelli creati con il cosiddetto DNA origami, un'altra tecnica innovativa per utilizzare il DNA come materiale da costruzione su scala nanometrica.