معماری نانومقیاس با استفاده از tRNA

لوک جیگِر از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا بارابارا به‌همراه همکارانش، از
ساختار مرکزی tRNA برای ایجاد نانوقفس‌های کج و معوج استفاده کردند. کودی
گِیری یکی دیگر از محققان این کار می‌گوید: «ما tRNA را به این دلیل انتخاب
کردیم که ساختار شاخه‌ای گوشه‌ای دارد».

مولکولی که این محققان استفاده کردند، از سه بازو تشکیل شده است؛ دو تا از
بازوها به شکل L به همدیگر وصل شده‌اند و بازوی سوم در نقطه اتصال دو بازوی
دیگر به آنها متصل شده است؛ بدین ترتیب یک گوشه یا کنج به وجود آمده است.
از آنجایی که هر یک از بازوها جهت‌گیری مشخصی دارد، این محققان توانستند با
اتصال هشت عدد از واحدهای tRNA، یک هشت‌وجهی بسازند که هر گوشه آن را یک
tRNA شکل داده بود.

گِیری می‌گوید: «قبلاً توانسته بودیم با استفاده از چهار مولکول مونومر (tRNA)
یک مربع ایجاد نماییم. چنین ساختاری به دلیل وجود برهمکنش‌هایی به نام گره‌های
بوسه‌ای ایجاد می‌شود». گام بعدی ایجاد یک ساختار سه‌بعدی بود. محققان برای
انجام این کار روی دم ۳\’ بازوی آزاد سومِ مربعِ تولید شده، توالی‌های مکمل
را با استفاده از مهندسی ایجاد کرده و امکان اتصال دو مربع به یکدیگر و
تولید یک هشت‌وجهی را فراهم آوردند. تمام فرایند شکل‌دهی این ساختار به‌صورت
تدریجی و در یک ظرف انجام می‌گیرد.

از آنجایی که هر یک از هشت RNA مورد استفاده گره‌های بوسه‌ای و دنباله‌های
متفاوتی دارند و در نتیجه به شکل خاصی آرایش می‌یابند، کنترل فضایی بسیار
خوبی روی این ساختار وجود دارد. گِیری می‌گوید: «اگر بخواهید دو واحد
متفاوت را در دوسوی مختلف این ساختار قرار دهید، می‌توانید؛ همچنین اگر
بخواهید آنها را در مجاورت هم قرار دهید، باز هم این امکان را دارید».

به‌عنوان مثال این گروه توانستند پروتئین استراپتاویدین را هم در داخل این
ساختار کپسوله کرده و هم آن را بیرون مکعب وصل نمایند. موقعیت قرارگیری این
پروتئین به این بستگی دارد که لیگاند بیوتین در کجای ساختار سه‌بعدی قرار
دارد.

جزئیات این کار در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.