Imagine pegar fitas de DNA - o material em nossas células que determina nossa aparência e função - e usá-lo para construir estruturas minúsculas que podem entregar drogas a alvos dentro do corpo ou levar a miniaturização eletrônica a um nível totalmente novo.
Embora ainda possa soar como ficção científica para a maioria de nós, pesquisadores têm juntado e experimentado estruturas de DNA por décadas. E, nos últimos anos, o trabalho de cientistas como Hanadi Sleiman, professor de química da Universidade McGill, aproximou o uso de estruturas de DNA feitas pelo homem de uma variedade de aplicações do mundo real.
Mas, à medida que esses aplicativos continuam a se desenvolver, eles requerem fitas cada vez maiores e complexas de DNA. Isso representou um problema, porque os sistemas automatizados usados para fazer DNA sintético não podem produzir fitas contendo mais de cerca de 100 bases (os produtos químicos que se ligam para formar as fitas). Podem ser necessárias centenas dessas fitas curtas para montar nanotubos para aplicações como sistemas inteligentes de entrega de medicamentos.
Um método mais econômico
Em uma nova pesquisa publicada em 5 de maio em Nature Communications , Contudo, A equipe de Sleiman na McGill relata que desenvolveu uma técnica para criar fitas muito mais longas de DNA, incluindo padrões de sequência personalizados. O que mais, esta abordagem também produz grandes quantidades desses fios mais longos em apenas algumas horas, tornando o processo potencialmente mais econômico e comercialmente viável do que as técnicas existentes.
O novo método envolve juntar pequenos fios um após o outro, para que eles se liguem a uma fita de DNA mais longa com a ajuda de uma enzima conhecida como ligase. Uma segunda enzima, polimerase, é então usado para gerar muitas cópias da longa fita de DNA, rendendo maiores volumes do material. O processo de polimerase tem a vantagem adicional de corrigir quaisquer erros que possam ter sido introduzidos na sequência, amplificando apenas o sequenciado corretamente, produto completo.
Materiais de DNA de designer
A equipe usou essas fitas como suporte para fazer nanotubos de DNA, demonstrando que a técnica permite que o comprimento e as funções dos tubos sejam precisamente programados. "No fim, o que temos é um longo, fita de DNA sintético com exatamente a sequência de bases que queremos, e com exatamente quantas unidades de repetição quisermos, "explica Sleiman, que foi coautor do estudo com Graham Hamblin, que recentemente completou seu doutorado, e a estudante de doutorado Janane Rahbani.
"Este trabalho abre a porta para uma nova estratégia de design em nanotecnologia de DNA, "Sleiman diz." Isso poderia fornecer acesso a materiais de DNA de designer que são econômicos e podem competir com os mais baratos, mas tecnologias menos versáteis. No futuro, os usos podem variar desde a síntese de genes e proteínas personalizadas, para aplicações em nanoeletrônica, nano-ótica, e remédios, incluindo diagnóstico e terapia. "
