_ Oamenii de știință construiesc un sistem sintetic sofisticat folosind nanostructuri autoreplicabile

O echipă de cercetare condusă de regretatul profesor Liang Haojun de la Laboratorul Național de Științe Fizice Hefei de la Microscale of University of Science and Technology of China (USTC) a dezvoltat un instrument ușor mediat de entalpie strategie de a controla cu precizie replicarea și asamblarea catalitică a coloizilor funcționalizați cu ADN într-o manieră dependentă de timp, facilitând crearea de nanomateriale ordonate la scară largă. Studiul a fost publicat în Angewandte Chemie International Edition.

Replicarea informațiilor este o caracteristică fundamentală a naturii, acizii nucleici jucând un rol crucial în sistemele biologice. Cu toate acestea, crearea de sisteme sintetice care pot produce nanomateriale la scară mare, ordonate tridimensional, utilizând nanostructuri autoreplicabile, a rămas o provocare formidabilă.

Sistemele autoreplicate artificiale existente sunt adesea insuficiente în asamblarea programabilă în nanostructuri sofisticate. , limitându-le funcțiile și aplicațiile potențiale.

Echipa de cercetare a conceput o soluție inovatoare pentru a depăși provocările existente. Prin valorificarea puterii specificității ADN-ului și a principiilor nanotehnologiei dinamice ale ADN-ului, ei au stabilit un sistem șablon care include semințe coloidale funcționale cu ADN.

Aceste semințe au fost asociate cu un subsistem programat cu circuit simplificat de deplasare a firelor de ADN. , care a fost conceput pentru a produce copii coloidale funcționale cu ADN. Acest sistem a funcționat la temperatura camerei, eliminând necesitatea proceselor complexe și potențial dăunătoare la temperatură înaltă.

Inovația cheie a constat în utilizarea unui sistem de interacțiune dependent de timp care controla replicarea și asamblarea catalitică a programelor programabile. echivalenți de atomi (PAE). PAE, constând din miezuri coloidale funcționalizate cu ADN, au fost capabile să recunoască și să lege catenele de ADN complementare printr-un proces cunoscut sub numele de reacții de deplasare a catenelor mediate de picior (TMSD).

Acest lucru a permis eliberarea controlată a catalizatorilor. din sistemul șablon, care la rândul său a inițiat replicarea semințelor PAE și asamblarea copiilor PAE în structuri superlatice.

Prin asamblarea ADN programată, copiile PAE inactive au dobândit treptat aceleași capete lipicioase ca și semințele PAE, facilitând replicarea și asamblarea ulterioară în superlatice ordonate. Este important că sistemul a demonstrat o acuratețe remarcabilă în recunoașterea și transmiterea informațiilor șablon în timpul procesului de replicare, asigurând fidelitate în reproducerea structurilor superlatice.

Studiul deschide căi pentru construirea de trei complexe, programabile, la scară largă. -materiale superlatice coloidale dimensionale, care ar putea găsi aplicații în domenii, de la știința materialelor până la biotehnologie.

(Fluierul)