I ricercatori hanno sviluppato un sistema più veloce, alternativa più economica e più semplice alla tipica fabbricazione di origami del DNA, aumentando l'accessibilità della tecnica e il potenziale impatto nell'industria e nelle impostazioni cliniche.

L'origami del DNA si riferisce a una tecnica di assemblaggio che piega molecole modello di DNA a singolo filamento in strutture bersaglio. Nel diario Nano ricerca , Carlos Castro e colleghi della Ohio State University riportano un approccio semplificato alla piegatura delle nanostrutture di origami del DNA che è veloce, robusto e scalabile.

Nonostante il potenziale promettente per applicazioni come la somministrazione di farmaci e il biorilevamento, lo sviluppo di nanodispositivi per uso pratico nella ricerca e nell'istruzione è stato ostacolato dal tempo, sforzo e costo associati all'origami del DNA.

Metodi semplici e robusti per eseguire e ridimensionare il processo di autoassemblaggio dell'origami del DNA sono fondamentali, disse Castro, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale. Il suo team ha sviluppato un metodo di fabbricazione che scala a circa 100-1, 500 volte più alto delle scale tipiche. Il team ha anche sviluppato un approccio denominato autoassemblaggio di ricottura efficiente a basso costo (LEAN) che porta alla fabbricazione efficace di una gamma di strutture di origami di DNA testate.

"Di solito i protocolli di fabbricazione sono personalizzati per ogni dispositivo. Uno degli obiettivi dello studio era quello di trovare protocolli che funzionassero bene per molti dispositivi diversi che fossero coerenti con la piegatura scalabile e facile, " disse Castro, che ricopre anche il ruolo di direttore del Nanoengineering and Biodesign Lab.

Il lavoro precedente di Castro include l'uso di origami del DNA per costruire semplici strumenti microscopici come rotori e cerniere, e persino un "cavallo di Troia" fuori dal DNA per fornire farmaci alle cellule tumorali.

A differenza di altri metodi per ridimensionare l'assemblaggio di origami del DNA, l'approccio LEAN può essere implementato utilizzando attrezzature poco costose e ampiamente disponibili, come piatti caldi, bagni d'acqua e bruciatori da laboratorio. Utilizza anche ricette e materiali standard in modo che possa essere facilmente applicato a qualsiasi progetto di origami DNA esistente o nuovo.

"Prevediamo che questi metodi possano facilitare lo sviluppo di dispositivi per applicazioni commerciali e facilitare un uso più ampio dell'origami del DNA nella ricerca e nell'istruzione, " ha detto Castro. "La combinazione di piegatura semplice e veloce con attrezzature economiche e portatili si adatta perfettamente al porting della fabbricazione in un'aula, cosa che abbiamo fatto anche nell'ultimo anno".

Altri coautori del documento includono Patrick Halley e Randy Patton, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale; l'allievo di ingegneria chimica Amjad Chowdhury; e John Byrd, Divisione di Ematologia.

Il progetto è sostenuto con il finanziamento del premio per lo sviluppo della prima carriera della National Science Foundation di Castro.