Stworzono nanorurki z DNA milion razy mniejsze od mrówki. To ważne osiągnięcie dla biologów

Stworzono nanorurki oparte na DNA, które mogą posłużyć do badania ludzkich neuronów, ale także dostarczania leków w przyszłości.
Te nanorurki są naprawdę małe i wolne od przecieków /Fot. Johns Hopkins University
Te nanorurki są naprawdę małe i wolne od przecieków /Fot. Johns Hopkins University

Zespół naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa stworzył mikroskopijne nanorurki o szerokości zaledwie jednej milionowej ludzkiego włosa. Pewnego dnia mogą one posłużyć do precyzyjnego dostarczania leków – bezpośrednio do komórek, które ich potrzebują. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science Advances.

Badanie to sugeruje, że możliwe jest zbudowanie nanorurek, które nie przeciekają, przy użyciu łatwych technik samoskładania, w których mieszamy cząsteczki w roztworze i pozwalamy im po prostu uformować strukturę, którą chcemy. W naszym przypadku możemy również dołączyć te rurki do różnych punktów końcowych, aby utworzyć coś w rodzaju hydrauliki.Prof. Rebecca Schulman z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa

Nanorurki do nanohydrauliki

Celem naukowców było stworzenie nanorurek o średnicy ok. 7 nanometrów (2 miliony razy mniej niż mrówka) i długości kilku mikronów (mniej więcej tyle, ile cząsteczka kurzu). Udało się to dzięki wykorzystaniu fragmentów DNA jako budulca rurek, umożliwiając im jednoczesne łączenie się z określonymi strukturami.

Ten sam zespół naukowców wcześniej stworzył podobne struktury zwane nanoporami. Pozwalają one na kontrolowanie transportu cząsteczek przez błony lipidowe, które imitują te występujące w organizmach żywych. Teraz, dzięki stworzeniu nanorurek, można mówić o całej biologicznej nanohydraulice.

Zbudowanie długiej rury z porów mogłoby pozwolić cząsteczkom nie tylko na przekroczenie porów membrany, która trzymała molekuły wewnątrz komory lub komórki, ale także na kierowanie, gdzie te molekuły trafiają po opuszczeniu komórki. Byliśmy w stanie zbudować rurki rozciągające się od porów znacznie dłuższych niż te, które zostały zbudowane wcześniej, które mogłyby zbliżyć transport molekuł wzdłuż nanorurkowych “autostrad” do rzeczywistości.Prof. Rebecca Schulman

Nanorurki są tworzone przy użyciu nici DNA, które są wplecione pomiędzy różne struktury, które mają niewielkie przerwy w splocie. Ze względu na małe wymiary, naukowcy nie byli w stanie sprawdzić, czy rurki mogą transportować molekuły na dłuższe odległości bez przeciekania lub czy molekuły mogą prześlizgnąć się przez szczeliny w ich ścianach. Udało się to dopiero teraz.

Czytaj też: Nie uwierzysz, do czego można wykorzystać nanocząstki aluminium. Nadchodzi nowy sposób produkcji paliw?

Precyzyjne pomiary kształtu rurek, sposobu łączenia się ich cząsteczek z określonymi nanoporami oraz szybkości przepływu roztworu fluorescencyjnego, zespół zademonstrował, jak rurki przemieszczają molekuły do maleńkich, laboratoryjnie wyhodowanych worków przypominających błonę komórkową.

Nanorurki mogą być przydatne w wielu eksperymentach biologicznych, np. pomóc zrozumieć funkcjonowanie neuronów i ponad 200 innych rodzajów komórek. Docelowo powinny przydać się także w transportowaniu leków, ale droga do realizacji tego celu jest jeszcze daleka.