Investigadores de la Universidad de Duke y la Universidad Estatal de Arizona han producido pequeñas estructuras a nanoescala, como cuencos, jarrones y artículos para el hogar.
Sin embargo, no se trata de objetos cualquiera, ya que no están hechos de madera ni de arcilla. En cambio, fueron diseñados a partir de ADN, formando objetos tridimensionales con una sorprendente precisión nanométrica.
Estos inventos muestran el potencial de una nueva herramienta de software de código abierto que permite a los usuarios convertir dibujos de formas redondeadas o modelos digitales en estructuras 3D basadas en ADN, según un informe de Duque hoy.
Nanoestructuras de ADN
Raghu Pradeep Narayanan y Abhay Prasad, coautores, construyeron y visualizaron las nanoestructuras de ADN en el laboratorio del profesor del estado de Arizona, Hao Yan.
El diámetro de cada minúsculo objeto hueco es de menos de dos millonésimas de pulgada. Todos cabrían en la cabeza de un alfiler: más de 50.000.
Sin embargo, según los investigadores, no se trata simplemente de nanoesculturas. El programa podría permitir a los científicos diseñar sistemas microscópicos de administración de medicamentos o moldes para fundir nanopartículas metálicas con formas precisas para células solares, imágenes en medicina y otros usos.
El código genético del ADN consta de cuatro letras o bases, que se acoplan en las células de manera predecible para producir los peldaños de la escalera del ADN. Los investigadores se han apropiado de los rigurosos requisitos de emparejamiento de bases del ADN (A con T y C con G).
Luego, pueden entrenar hebras de ADN para que se unan en varias formas creando hebras con secuencias específicas.
El proceso implica plegar una o varias secciones largas de ADN monocatenario con la ayuda de unos cientos de pequeñas hebras de ADN que se unen a secuencias complementarias en las hebras largas y las fijan en su lugar.
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ADNxiS
Dan Fu, Ph.D. candidato en Duke, creó un programa llamado DNAxiS para lograrlo. El software se basa en un método de construcción de ADN que Yan publicó en 2011.
Funciona de manera similar a cómo se usan bobinas de arcilla para crear vasijas, enrollando una larga doble hélice de ADN en anillos concéntricos que se apilan uno encima del otro para formar la forma del objeto.
Los investigadores también permitieron reforzar las estructuras con capas adicionales para una mayor estabilidad.
Fu demuestra la diversidad de formas que pueden adoptar, incluidos conos, calabazas y patrones de hojas de trébol. DNAxiS es el primer software que permite a los usuarios crear estructuras automáticamente mediante el uso de algoritmos para decidir dónde colocar las pequeñas grapas de ADN para unir los anillos de ADN más largos y asegurar la forma en su lugar.
Los investigadores señalaron que podrían pasar años antes de que su software de diseño de ADN encuentre un uso práctico en el laboratorio o la clínica. Sin embargo, creen que es un paso importante hacia el desarrollo de diseños automatizados con estructuras 3D.
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