I ricercatori della McMaster University hanno stabilito un modo per sfruttare il DNA come motore di una "macchina" microscopica che possono accendere per rilevare tracce di sostanze che vanno da virus e batteri a cocaina e metalli.

"È una piattaforma completamente nuova che può essere adattata a molti tipi di usi, "dice John Brennan, direttore del Biointerfaces Institute di McMaster e coautore di un articolo sulla rivista Comunicazioni sulla natura che descrive la tecnologia. "Queste nano-architetture del DNA sono adattabili, in modo che qualsiasi bersaglio dovrebbe essere rilevabile."

Il DNA è meglio conosciuto come materiale genetico, ma è anche una molecola molto programmabile che si presta all'ingegneria per applicazioni sintetiche.

Il nuovo metodo modella pezzi di DNA programmati separatamente in coppie di cerchi interconnessi.

Il primo rimane inattivo finché non viene rilasciato dal secondo, come una ruota di bicicletta in una serratura. Quando il secondo cerchio, fungendo da serratura, è esposto anche a una traccia della sostanza bersaglio, si apre, liberando il primo cerchio di DNA, che si replica velocemente e crea un segnale, come un cambiamento di colore.

"La chiave è che viene attivato selettivamente da qualsiasi cosa vogliamo rilevare, "dice Brennan, che detiene la cattedra di ricerca canadese in chimica bioanalitica e biointerfacce. "Sostanzialmente abbiamo preso un pezzo di DNA e l'abbiamo costretto a fare qualcosa per cui non era mai stato progettato. Possiamo progettare la serratura in modo che sia specifica per una determinata chiave. Tutte le parti sono fatte di DNA, e alla fine quella chiave è definita da come la costruiamo."

L'idea della "nanomacchina del DNA" viene dalla natura stessa, spiega il coautore Yingfu Li, che detiene la cattedra di ricerca canadese nella ricerca sugli acidi nucleici.

"La biologia utilizza tutti i tipi di macchine molecolari su scala nanometrica per ottenere importanti funzioni nelle cellule, " Li dice. "Per la prima volta, abbiamo progettato una nano-macchina basata sul DNA in grado di ottenere un rilevamento ultrasensibile di un agente patogeno batterico".

La nanomacchina basata sul DNA viene ulteriormente sviluppata in un kit di rilevamento di facile utilizzo che consentirà test rapidi di una varietà di sostanze, e potrebbe passare ai test clinici entro un anno.