p Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte usaram modelagem computacional para lançar luz sobre como as nanopartículas de ouro carregadas influenciam a estrutura do DNA e do RNA - o que pode levar a novas técnicas de manipulação desses materiais genéticos. p O trabalho é promissor para o desenvolvimento de aplicativos que podem armazenar e transportar informações genéticas, criar andaimes personalizados para bioeletrônica e criar novas tecnologias de entrega de drogas.

p "Na natureza, metros de DNA estão compactados em cada célula viva, "diz Jessica Nash, um Ph.D. estudante da NC State e autor principal de um artigo sobre o trabalho. "Isso é possível porque o DNA está enrolado firmemente em torno de uma proteína carregada positivamente chamada histona. Gostaríamos de ser capazes de moldar o DNA usando uma abordagem semelhante que substitua a histona por uma nanopartícula de ouro carregada. Por isso, usamos técnicas computacionais para determinar exatamente como diferentes cargas influenciam a curvatura dos ácidos nucléicos - DNA e RNA. "

p Em seu modelo, os pesquisadores manipularam a carga das nanopartículas de ouro adicionando ou removendo ligantes carregados positivamente - moléculas orgânicas ligadas à superfície da nanopartícula. Isso permitiu que determinassem como o ácido nucléico respondia a cada nível de carga. Uma animação de uma nanopartícula e ligantes que dão forma a uma fita de DNA está disponível em www.youtube.com/watch?v=kNpvPy… bmc &feature =youtu.be.

p "Isso permitirá que os pesquisadores saibam o que esperar - quanta carga eles precisam para obter a curvatura desejada no ácido nucleico, "diz Yaroslava Yingling, professor associado de ciência e engenharia de materiais na NC State e autor correspondente do artigo.

p "Usamos ligantes no modelo, mas existem outras maneiras de manipular a carga das nanopartículas, "diz Abhishek Singh, pesquisador de pós-doutorado na NC State e co-autor do artigo. "Por exemplo, se as nanopartículas e o ácido nucleico estiverem em solução, você pode alterar a carga alterando o pH da solução. "

p O trabalho também é significativo porque destaca o quão longe a pesquisa computacional avançou na ciência dos materiais.

p "Nossos modelos em grande escala representam cada átomo envolvido no processo, "diz Nan Li, um Ph.D. aluna da NC State e co-autora do artigo. "Este é um exemplo de como podemos usar hardware computacional avançado, como as GPUs - ou unidades de processamento gráfico - desenvolvidas para uso em videogames, para realizar simulações científicas de última geração. "

p A equipe de pesquisa agora está construindo sobre essas descobertas para projetar novas nanopartículas com diferentes formas e químicas de superfície para obter ainda mais controle sobre a forma e a estrutura dos ácidos nucléicos.

p "Ninguém chegou perto de igualar a eficiência da natureza quando se trata de embrulhar e desembrulhar ácidos nucléicos, "Yingling diz." Estamos tentando avançar nossa compreensão de como isso funciona precisamente. "