آنلاک کردن PNA ابرقدرت برای خود مونتاژ نانوساختارهای

محققان در دانشگاه کارنگی ملون توسعه یافته یک روش برای مونتاژ نانوساختارهای با گاما-اصلاح پپتیدی اسید نوکلئیک (yPNA) مصنوعی تقلید از DNA است. این فرایند به طور بالقوه برای تاثیر nanomanufacturing و همچنین آینده پزشکی فن آوری های مانند هدفمند تشخیص و دارو.

در این هفته منتشر در طبیعت ارتباطات کار معرفی علم yPNA فناوری نانو را قادر می سازد که خود مجمع در حلال آلی حل ها محیط های خشن مورد استفاده در پپتید و سنتز پلیمر. این وعده را برای nanofabrication و nanosensing.

تیم تحقیقاتی به رهبری استادیار مهندسی مکانیک ربکا تیلور گزارش داد که yPNA می توانید فرم نانوالياف در حلال آلی حل های که می تواند به رشد 11 میکرون در ظهر (بیش از 1000 بار بیشتر از عرض). این نشان دهنده این مجموعه برای اولین بار, همه PNA نانوساختارهای تشکیل می شود در حلال های آلی.

تیلور که سر به سر Microsystems و MechanoBiology آزمایشگاه در دانشگاه کارنگی ملون می خواهد به اهرم PNA را "ابرقدرت." در علاوه بر این به دلیل پایداری حرارتی yPNA حفظ توانایی برای اتصال به دیگر نوکلئیک اسیدهای آلی در حلال مخلوط که به طور معمول بی ثبات کردن ساختاری DNA فناوری نانو. این به این معنی است که آنها می تواند به شکل نانوساختارهای در حلال محیط است که به جلوگیری از شکل گیری DNA مبتنی بر نانوساختارها.

یکی دیگر از ویژگی yPNA است که آن را کمتر پیچیده تر از این مارپیچ دوگانه DNA. در نتیجه این تفاوت این است که "قوانین" برای طراحی PNA-بر اساس نانوساختارهای متفاوت از قوانین برای طراحی ساختاری DNA فناوری نانو.

"به عنوان مهندسین مکانیک ما آماده برای این چالش حل یک طراحی سازه مشکل تیلور گفت. "با توجه به غیر معمول شمسی, پیچ و تاب, ما تا به حال به آمده تا با یک رویکرد جدید برای بافت این قطعات با یکدیگر."

چرا که محققان در تیلور آزمایشگاه به دنبال استفاده از شکل پویا تغییر در نانوساختارهای آنها شیفته به کشف کنند که تغييرات مورفولوژيک - مانند سفت و یا ریشه - رخ داده است که آنها گنجانیده شده DNA به yPNA نانوساختارهای.

دیگر ویژگی های جالب است که محققان می خواهید به کاوش بیشتر شامل حلالیت در آب و تجمع. در این زمان نانوالياف تمایل به انبوه با هم. در حلال آلی مخلوط تیلور آزمایشگاه نشان داده است که آنها می توانید کنترل کنید که آیا یا نه ساختار دانه و تیلور معتقد است که این تجمع یکی از ویژگی های است که می تواند قوی تر باشد.

"این نانوالياف دنبال واتسون-کریک قوانین الزام آور از DNA, اما آنها به نظر می رسد عمل می کنند بیشتر و بیشتر مانند پپتیدها و پروتئین ها به عنوان PNA سازه های رشد در اندازه و پیچیدگی است. ساختار های DNA دفع هر یک از دیگر, اما این مواد جدید نیست و به طور بالقوه ما می توانیم این اهرم برای ایجاد پاسخگو سطح پوشش" گفت: تیلور.

مصنوعی yPNA مولکول شده است به عنوان ساده DNA تقلید داشتن خواص مطلوب مانند بالا biostability و قوی میل برای مکمل اسیدهای نوکلئیک.

"ما اعتقاد داریم از طریق این کار ما می تواند علاوه بر تنظیم این ادراک با برجسته توانایی yPNA به عنوان هر دو - به عنوان یک پپتید تقلید به دلیل pseudopeptide ستون فقرات و به عنوان یک DNA تقلید به دلیل توالی مکمل. این تغییر در ادراک می تواند اجازه می دهد تا ما را به درک چندین هویت این مولکول می تواند اهرم در جهان از PNA نانوساختار طراحی" گفت: Sriram کومار, مهندسی مکانیک دکتری و اولین نویسنده در این مقاله است.

اگر چه PNA در حال حاضر در حال استفاده در ژن درمانی پیشگامانه برنامه های کاربردی هنوز هم وجود دارد مقدار زیادی برای یادگیری در مورد این مواد مصنوعی بالقوه است. اگر پیچیده PNA نانوساختارهای می توانید روزی بود تشکیل شده در محلول های آبی تیلور تیم امیدوار است که برنامه های اضافی را شامل آنزیم های مقاوم در برابر nanomachines از جمله حسگرهای تشخیص و nanorobots.

"PNA-پپتید ارقام را ایجاد یک کل جدید toolkit برای دانشمندان" تیلور گفت.

محققان با استفاده از سفارشی گاما تغییرات به PNA که توسعه داده شد و توسط Danith Ly آزمایشگاه در دانشگاه کارنگی ملون. کار در آینده بررسی خواهد شد چپ دست yPNAs در nanomanufacturing روند. برای آینده biomedical applications, چپ دست سازه ها جالب باشد چرا که آنها نمی خواهد در برخواهد داشت خطر ابتلا به اتصال به DNA سلولی.

###

این کار نشان دهنده یک همکاری بین رشته ای. اضافی نویسندگان شامل شیمی دکتری الکساندر Pearse و مهندسی مکانیک نامزد یانگ لیو.

اطلاعات بیشتر در مورد ربکا تیلور پژوهش است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.