Ensamblajes de ADN con forma programable a escala de gigadaltones | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Autoensamblaje biomolecular
Nanotecnología del ADN
Biología sintética

Sus antecedentes:

La oligomerización jerárquica autolimitada natural es clave para formar conjuntos biomoleculares complejos como los virus.
Imitar estas capacidades de ensamblaje natural con el diseño de proteínas de novo y la nanotecnología del ADN es un desafío para crear estructuras artificiales grandes y complejas.

Objetivo del estudio:

Combinar principios de ensamblaje natural con métodos de origami de ADN para la construcción de abajo hacia arriba de estructuras artificiales a escala de gigadaltones.
Para demostrar la creación de estructuras complejas y de tamaño preciso utilizando bloques de construcción de origami de ADN.

Principales métodos:

Utilizó la información de la secuencia de ADN para codificar las formas de los bloques de construcción del origami de ADN.
Montaje controlado de orden superior a través de la geometría y las interacciones de los bloques de construcción, dictando números de copias, posiciones y orientaciones.
Se emplean bloques de construcción rígidos con estructuras validadas y motivos de interacción para un ensamblaje jerárquico autolimitado y impulsado por el equilibrio.

Principales resultados:

Se han creado con éxito ensamblajes de ADN a gran escala que incluyen anillos planos (hasta 350 nm de diámetro, 330 megadaltones), tubos gruesos (de longitud micrométrica) y poliedros 3D (hasta 1,2 gigadaltones, 450 nm de diámetro).
Se obtiene un rendimiento de ensamblaje eficiente de hasta el 90% mediante un proceso jerárquico autolimitado que permite la corrección de errores.
Demostró un control preciso sobre el tamaño, la forma y la complejidad de las estructuras artificiales.

Conclusiones:

La estrategia de origami de ADN desarrollada permite el autoensamblaje de estructuras artificiales que se acercan al tamaño de los virus y los orgánulos celulares.
Este enfoque modular y direccionable facilita la creación de diversas estructuras complejas con tamaños bien definidos.
El método ofrece una poderosa plataforma para avanzar en la construcción de abajo hacia arriba en nanotecnología y biología sintética.