ساخت داربست سه‌بعدی دی‌ان‌ای برای واکنش‌های بیوشیمیایی

پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا با استفاده از مولکول‌های دی‌ان‌ای موفق به ساخت داربستی شدند که می‌تواند بعنوان ساختاری سه بعدی و در واقع یک ظرف آزمایش برای انجام واکنش‌های بیوشیمیایی مهم مورد استفاده قرار گیرد. 

 

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این پژوهشگران، از خواص اتصال واحد‌های سازنده دی‌ان‌ای استفاده کردند تا این رشته‌ها را خودآرایی داده و به ساختارهای دو و سه بعدی تبدیل کنند. در آخرین پژوهشی که محققان انجام دادند، موفق به تقلید آنزیمی مهم در بدن شدند؛ آنزیمی که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهد. این آنزیم می‌تواند غذا را به مولکول‌های شکر تبدیل کند.

یان از محققان این پروژه می‌گوید: ما از طبیعت الهام گرفتیم تا سیستم مولکولی دست‌سازی را طراحی و تولید کنیم. این سیستم مولکولی مشابه یک ماشین نانومقیاس در سیستم‌های زیستی زنده است. ما بصورت منطقی نانوداربست مولکولی طراحی کردیم که یکی از فعالیت‌های زیستی بدن را تقلید می‌کند.

آنزیم‌ها موجب کنترل فرآیندهای زیستی در بدن می‌شوند، بدون آن‌ها واکنش‌ها در بدن اتفاق نخواهد افتاد. چند بخش مولکولی در کنار هم قرار می‌گیرند و در نهایت یک بسته‌ی آنزیمی ایجاد می‌کنند. هر مولکول در این بسته جای خود را دارد. این آنزیم در نهایت محصولی ایجاد می‌کند که در ادامه به آنزیم دیگر سپرده می‌شود تا در نهایت فعالیت بیوشیمیایی در بدن اتفاق افتد.

در این پژوهش محققان از یک جفت آنزیم به نام‌های G6pDH و MDH استفاده کردند که برای بیوسنتزها بسیار ضروری است. این دو آنزیم برای تولید اسیدهای آمینه، چربی‌ها و اسیدهای نوکلئیک بسیار مهم هستند. نقص در این آنزیم‌ها منجر به کم‌خونی در فرد می‌شود.

برای مطالعه‌ی این دو آنزیم، محققان نیاز به ساختاری داشتند که بعنوان ظرف آزمایش از آن استفاده کنند. از این رو پژوهشگران اقدام به تولید داربست دی‌ان‌ای کردند. آن‌ها با استفاده از یک برنامه‌ی کامپیوتری، واحدهای سازنده دی‌ان‌ای را بگونه‌ای طراحی کردند که رشته‌های دی‌ان‌ای خودآرایی داده و داربست موردنظر را ایجاد کند. قدم بعدی، اتصال آنزیم‌ها به این لوله دی‌ان‌ای بود. پس از این کار، محققان اقدام به بررسی عملکرد داربست دی‌ان‌ای کردند. نتایج نشان داد که این ظرف می‌تواند میزبان واکنش‌های شیمیایی باشد.

نتایج این پژوهش در نشریه‌ی Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.