Ученые всего мира работают над важной темой инкапсуляции ДНК, то есть заключением определенной последовательности нуклеотидов в оболочку из других веществ. Эта оболочка обособляла бы молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты от внешней среды, защищала и позволяла контролируемо высвобождаться при определенных условиях

В НОЦ Инфохимии Университета ИТМО впервые в мире предложили идею и разработали методику инкапсуляции ДНК в супрамолекулярные сборки, которые образуют сложные структуры через создание водородных связей. Такие сборки могут быть использованы для создания искусственной клетки, когда в лаборатории создается система, воспроизводящая поведение живой клетки ― осуществляется коммуникация с другими клетками посредством высвобождения сигнальных молекул, деление, перемещение и т.д.

На гифке можно видеть процесс «рождения» сборки. Для запуска этого процесса ученые использовали меламин, циануровую кислоту и короткую последовательность нуклеотидов, помеченную флуоресцентным компонентом для доказательства того, что ДНК входит в структуру получающихся частиц. Следующим этапом было помещение этих компонентов в три гелевые частицы.

С помощью их соединения происходит процесс, который называется диффузией. В результате образуются структуры, изображенные на фотографии. Изображения были получены с помощью флуоресцентной микроскопии. Ниже приведена фотография сканирующей электронной микроскопии.

Авторы изображения: Константин Кацуба и Татьяна Куракина
Авторы изображения: Константин Кацуба и Татьяна Куракина

Сейчас ученые ИТМО изучили, как различные концентрации ионов магния оказывают влияние на форму частиц, их размер, динамику формирования и распределение ДНК внутри. Требуется отдельное исследование для разработки практического применения полученной системы. Однако уже можно сказать, что системы могут быть перспективными для диагностики и терапии.

Перейти к содержанию