Наноразмерная роботизированная «рука» из ДНК может использоваться для обнаружения вирусов

Крошечная рука, созданная из ДНК, имеет соединенные пальцы, которые можно использовать для захвата мелких предметов, таких как наночастицы золота или вирусы. Син Ван из Университета Иллинойса и его коллеги сконструировали наноруку, используя метод ДНК-оригами, в котором длинная одиночная цепь ДНК «скрепляется» вместе более короткими фрагментами ДНК, которые соединяются с определенными последовательностями на более длинной цепи. Этот метод можно использовать для создания сложных форм.

Четыре пальца наноруки соединены с «ладонью», образуя крестообразную форму, когда рука открыта. Каждый палец имеет длину всего 71 нанометр (нанометр — это миллиардная часть метра) и имеет три сустава, как человеческий палец.

Исследователи провели серию экспериментов, чтобы показать, для чего можно использовать руки. Чтобы продемонстрировать хватательную способность, они добавили полоски комплементарной ДНК к частицам золота диаметром от 50 до 100 нанометров, чтобы их можно было схватить пальцами.

В другом тесте они взяли пальцы и добавили дополнительные фрагменты ДНК, которые связываются с шиповидным белком вируса SARS-CoV-2. Затем наноруки могли «схватывать» вирусы, а те, которые были схвачены, не могли заражать клетки, растущие в культуре.

Ван и его коллеги также разработали наноруки, которые будут флуоресцировать, когда они связываются с определенным вирусом, что может помочь обнаружить такие инфекционные агенты. Сейчас они изучают, можно ли использовать эти устройства для доставки лекарств в клетки, говорит Ван.

Одним из преимуществ нанорук для таких приложений является то, что нормальная ДНК быстро расщепляется ферментами в крови, но структуры ДНК-оригами более стабильны. По словам Вана, их также можно продлить, используя ультрафиолетовый свет для создания дополнительных связей между нитями или покрывая их определенными полимерами.

«Некоторое время назад мы начали тесты на животных, но с другими наноструктурами ДНК», — говорит он.

«Дизайн выглядит действительно уникальным и может вдохновить других», — добавил Мэтью Акилина из Эдинбургского университета, Великобритания.