Tecnologia para prever a deformação de estruturas de origami de DNA induzida por moléculas de ligação ao DNA #ÚltimasNotícias

Uma equipe de pesquisa desenvolveu uma tecnologia que pode prever rapidamente as mudanças de forma mecanoquímica de nanoestruturas de origami de DNA. A equipe inclui a equipe de pesquisa do Professor Do-Nyun Kim do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da Universidade Nacional de Seul.

Os resultados deste estudo foram publicados em 31 de julho na revista Comunicações da Natureza.

A tecnologia de origami de DNA, que usa as características de automontagem do DNA para projetar e fabricar estruturas de formas desejadas com precisão em nanoescala, tem alta aplicabilidade e está sendo ativamente pesquisada em campos avançados de bioconvergência. Especialmente, a tecnologia para utilizar mudanças ambientais dentro do corpo para alterar a forma de estruturas para executar funções necessárias está atraindo atenção.

No entanto, devido à falta de tecnologia de modelagem e simulação de computador que possa projetar esses mecanismos variáveis ​​com entendimento, a implementação da tecnologia variável tem se apoiado em experimentos repetitivos e tentativa e erro. Tem havido uma necessidade crescente de estudar métodos eficazes para analisar rapidamente os mecanismos de deformação de estruturas com base nas propriedades geométricas e mecânicas do DNA, que mudam com as condições ambientais.

Partindo dessa conscientização do problema, a equipe de pesquisa descobriu uma maneira de prever rapidamente como o formato das estruturas de origami de DNA muda dependendo da concentração de moléculas ligadas ao DNA. A equipe primeiro analisou quantitativamente as mudanças geométricas e mecânicas no DNA causadas pela ligação com uma molécula de ligação de DNA representativa, o brometo de etídio (EtBr), por meio de simulações de dinâmica molecular.

Então, eles construíram uma relação entre a concentração de moléculas de ligação e mudanças nas propriedades do DNA usando essas informações calculadas em nível molecular e as aplicaram à análise da estrutura do DNA. Por meio desse processo, eles finalmente conseguiram determinar rapidamente a deformação mecanoquímica das estruturas de origami de DNA de acordo com as mudanças na concentração de EtBr.

Essa tecnologia pode ser facilmente estendida para prever mudanças de propriedade do DNA devido à ligação com outras moléculas de ligação ao DNA. Ela também pode ser usada para projetar estruturas de origami de DNA ajustáveis ​​que podem mudar de forma com base na concentração de moléculas de ligação ou de acordo com o tipo de moléculas de ligação, contribuindo significativamente para o avanço da nanotecnologia de DNA relacionada e várias pesquisas de aplicação.

Enquanto isso, este estudo, liderado pelo Professor Do-nyun Kim do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Nacional de Seul e conduzido pelo Professor Pesquisador Lee Jae-young e pelo Pesquisador Kim Yang-kyun.