محققان ژاپنی جعبههایی از جنس DNA ساختهاند که میتواند نانومواد را کپسوله کند.
نانوجعبههایی از جنس DNA
محققان ژاپنی جعبههایی از جنس DNA ساختهاند که میتواند نانومواد را کپسوله کند. آرایش مولکولهای DNA به ساختارهای سازمانیافته و قابل برنامهریزی به عنوان نانوفناوری DNA شناخته میشود. یکی از حوزههای مهم این عرصه اُریگامی DNA است که در آن DNA تکرشتهای پیچ خورده و بدین ترتیب ساختارهای مورد نظر ساخته میشوند. سپس میتوان از این ساختارها به عنوان چارچوبی برای نانوساختارهایی همچون آرایههای پروتئینی، نانوذرات طلا و RNA پیام رسان استفاده کرد.
تاکنون پژوهشگران روی اُریگامی دوبعدی متمرکز بودند، اما ماکوتو کومیاما و آکینوری کوزویا در دانشگاه توکیو روی ساختارهای سهبعدی متمرکز شدهاند. این محققان رشتههای DNA را به شکل یک جعبه باز درآورده و ساختار آن را با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی شناسایی کردند. کومیاما میگوید: «برای اینکه این جعبه بتواند مواد دیگر را کپسوله نماید، ابتدا به شکل یک جعبه درباز طراحی شده است که میتوان آن را با افزودن رشتههای DNA مناسب بست. در طول فرایند، درون و بیرون جعبه قابل تشخیص است به نحوی که امکان قرار دادن مولکول میهمان در وجه باز جعبه قبل از بستن آن وجود دارد».
جعبه باز DNA میتواند قبل از بسته شدن، یک مولکول میهمان را در خود جای دهد.
کومیاما میگوید اندازه این جعبههای مشابه اندازه غلافهای ویروسی (capsid)) است که در حال حاضر علاقه زیادی به استفاده از آنها به عنوان نانوظرف وجود دارد، اما تغییر شیمیایی وجوه جعبههای DNA آسانتر است؛ این امر موجب میشود گرفتن انتخابی مولکولهای میهمان امکانپذیر باشد.
کومیاما میپذیرد که این کار چالشبرانگیز است. او میگوید: «DNA یک مولکول چندآنیونی است، بنابراین حفره داخلی جعبه تولید شده با هزاران آنیون احاطه شده است. باید بررسی نماییم که آیا مولکولهایی همچون پروتئینها وارد این فضای کوچک شده و در آن باقی میمانند یا خیر».
کورت گوتلف، متخصص نانوفناوری DNA در دانشگاه Aarhus در دانمارک میگوید: «اُریگامی DNA در حال سهبعدی شدن است . این جعبه یک مثال زیباست. همانند ساختار چهاروجهی ساخته شده از DNA توسط هائو یان و جعبه DNA ساخته شده توسط خود ما، حفره داخلی این ساختار قابلیت استفاده شدن در دارورسانی را دارد».