Un team di scienziati delle università di Portsmouth e Leicester nel Regno Unito, ha sviluppato un modo innovativo per personalizzare e rafforzare gli origami di DNA.

L'origami di DNA è il metodo per creare nanostrutture con notevole precisione utilizzando filamenti di DNA come elementi costitutivi. Tuttavia, queste strutture sono delicate e possono crollare facilmente in condizioni biologiche, come i cambiamenti di temperatura o l'esposizione a determinati enzimi presenti negli organismi viventi.

In un articolo pubblicato sul Journal of American Chemical Society , i ricercatori hanno presentato un modo unico per rendere le strutture degli origami più forti e più versatili in una reazione one-pot, tramite un processo noto come fotoreticolazione diretta triplex.

Modificando strategicamente i filamenti del DNA durante il processo di progettazione, sono stati in grado di introdurre ulteriori sequenze nucleotidiche, che sono gli elementi costitutivi di base del DNA, che fungono da punti di attacco per le molecole funzionali.

Il fissaggio delle molecole è stato ottenuto utilizzando oligonucleotidi formanti triplex contenenti un agente reticolante. Hanno quindi utilizzato un processo chimico che coinvolge la luce UVA per collegare in modo permanente queste molecole alle forme del DNA.

Un vantaggio particolare di questo approccio è la generazione di "super-graffette" che agiscono per tessere insieme la struttura. L'articolo afferma che il collegamento incrociato alle regioni esterne al nucleo dell'origami riduce drasticamente la sensibilità della struttura al calore e al disassemblaggio da parte degli enzimi.

L'autore senior, il dottor David Rusling della Scuola di Farmacia e Scienze Biomediche dell'Università di Portsmouth, ha dichiarato:"Le potenziali applicazioni di questa tecnica sono di vasta portata. La capacità di personalizzare strutture di origami di DNA con funzionalità specifiche rappresenta un'enorme promessa per il progresso dei trattamenti medici". e diagnostica.

"Noi immaginiamo un futuro in cui le strutture di origami di DNA potrebbero essere utilizzate per fornire farmaci o DNA direttamente alle cellule malate o per creare strumenti diagnostici altamente sensibili."

Le attuali applicazioni degli origami di DNA in biomedicina includono vaccini, nanosensori biologici, somministrazione di farmaci, biologia strutturale e veicoli di distribuzione di materiali genetici.

Il coautore Dr. Andrey Revyakin, ex dell'Università di Leicester, ha dichiarato:"Il mio laboratorio ha lottato per anni per realizzare strutture di origami di DNA che rimanessero funzionali nelle applicazioni biologiche della vita reale. Il metodo basato sul triplex del Dr. Rusling, che" migliora ' la classica doppia elica del DNA con un terzo filamento aggiuntivo, stabilizza le forme del DNA e lo fa con grande precisione, senza influenzare i moduli funzionali della molecola."

L'articolo afferma che la nuova strategia è scalabile ed economicamente vantaggiosa, poiché funziona con le strutture di origami esistenti, non richiede la riprogettazione dell'impalcatura e può essere ottenuta con un solo filamento di DNA.

Il dottor Rusling ha aggiunto:"Ciò che è veramente entusiasmante di questa tecnica è che non ha modificato la sequenza sottostante del DNA dell'origami, offrendo la possibilità di utilizzare queste strutture come trasportatori per i geni sintetici."