Animaci\u00f3n conceptual de un proceso de ensamblaje fractal para crear la Mona Lisa a partir de ADN. CALTECHDNA es un poderoso medio de construcci\u00f3n porque sus secuencias se pueden dise\u00f1ar para permitir un control preciso del autoensamblaje. En una t\u00e9cnica de fabricaci\u00f3n, conocida como origami de ADN, una hebra de andamio \u00fanica y larga se combina con hebras b\u00e1sicas complementarias para formar una nanoestructura.<\/p>\n
Los investigadores han pasado la \u00faltima d\u00e9cada trabajando para hacer que el origami de ADN sea m\u00e1s grande y m\u00e1s econ\u00f3mico. Ahora, cuatro estudios publicados hoy (6 de diciembre) en Nature<\/em> representan un importante paso adelante. Tres equipos de investigaci\u00f3n han utilizado varias estrategias para ensamblar estructuras de ADN m\u00e1s grandes que cualquiera que se haya construido antes, y han desarrollado un m\u00e9todo que permite la producci\u00f3n en masa de origami de ADN a un costo mucho menor.<\/p>\n Im\u00e1genes renderizadas de microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica de la Mona Lisa, una bacteria y un gallo autoensamblados a partir de mosaicos de origami de ADNGRIGORY TIKHOMIROV, PHILIP…<\/p>\n Lulu Qian , un bioingeniero de Caltech, y sus colegas crearon una t\u00e9cnica inspirada en los fractales, un principio matem\u00e1tico en el que las mismas reglas se repiten a diferentes escalas, como en las ramas de los vasos sangu\u00edneos o los cristales en los brazos de un copo de nieve. Para construir nanoestructuras de ADN muy complejas a partir de un peque\u00f1o conjunto de hebras de ADN \u00fanicas, tuvimos que dividir el proceso de ensamblaje en varios pasos m\u00e1s simples. En cada paso, varias estructuras m\u00e1s peque\u00f1as se autoensamblan en tubos de ensayo separados, y luego los productos se combinan para autoensamblarse en estructuras m\u00e1s grandes, explica Qian en un correo electr\u00f3nico a The Scientist<\/em>. Su equipo desarroll\u00f3 un software en l\u00ednea que permitir\u00e1 a otros grupos utilizar la t\u00e9cnica.<\/p>\n Micrograf\u00edas electr\u00f3nicas de transmisi\u00f3n del producto de ensamblaje intermedio (izquierda), que refleja una simetr\u00eda qu\u00edntuple y un dodecaedro completamente ensamblado (derecha) . La barra de escala es de 50 nan\u00f3metros.NATURE<\/em>, 2017, WAGENBAUER ET AL.<\/p>\n El grupo del biof\u00edsico Hendrik Dietz de la Universidad T\u00e9cnica de Munich combin\u00f3 el origami de ADN con estrategias paso a paso no muy diferentes a las que se usan para construir mol\u00e9culas m\u00e1quinas en la naturaleza, como la simetr\u00eda y m\u00faltiples niveles de jerarqu\u00eda de montaje, dice. Estos m\u00e9todos permitieron a su equipo dar este salto de la escala megadalton, donde antes estaba el origami de ADN, a la escala gigadalton. Y en otro art\u00edculo, su equipo us\u00f3 bacteri\u00f3fagos para producir en masa ADN monocatenario autoescindible que luego se ensambl\u00f3 en cantidades de nanoestructuras lo suficientemente grandes como para ser visibles a simple vista.<\/p>\n Usando combinaciones de decenas de miles de ladrillos, el equipo de Yin gener\u00f3 una estructura en forma de cubo que podr\u00eda modificarse para crear una cavidad de casi cualquier forma. INSTITUTO WYSS PARA INGENIER\u00cdA DE INSPIRACI\u00d3N BIOL\u00d3GICA<\/p>\n Peng Yin, bi\u00f3logo de sistemas en el Instituto Wyss de la Escuela de Medicina de Harvard for Biologically Inspired Engineering, y sus colegas utilizaron una estrategia alternativa. En lugar del origami de ADN tradicional con una cadena de andamio larga y cadenas de grapas m\u00e1s cortas, los investigadores construyeron bloques de ADN que conten\u00edan 52 nucle\u00f3tidos cada uno a partir de cadenas cortas de ADN. En comparaci\u00f3n con el origami de andamio tradicional, los bloques de ADN tienen una serie de ventajas, dice Yin. Primero, tiene una arquitectura modular. Eso significa que si desea dise\u00f1ar diferentes formas, solo necesita seleccionar de una biblioteca maestra de bloques de ADN existentes. Y, dado que ya no necesita lidiar con un andamio largo, al menos en principio deber\u00eda ser m\u00e1s escalable.<\/p>\n Una representaci\u00f3n de artistas de 10,000 bloques de ADN que rodean una cavidad con forma de oso de peluche.WYSS INSTITUTE FOR INGENIER\u00cdA DE INSPIRACI\u00d3N BIOL\u00d3GICA<\/p>\n Todos los investigadores esperan que el aumento del tama\u00f1o de la estructura y la maximizaci\u00f3n de la producci\u00f3n de \u00e1cido nucleico conduzcan a la capacidad de crear y probar estructuras moleculares para todo tipo de aplicaciones. Dietz dice que su grupo est\u00e1 particularmente interesado en la terapia molecular. Podr\u00eda presentar prote\u00ednas virales en la superficie [de las nanoestructuras] como ant\u00edgenos, y luego obtendr\u00eda una respuesta inmune sin tener que exponer un organismo a un virus real. Ser\u00eda completamente sint\u00e9tico, explica. Hay potencial para muchas aplicaciones interesantes en la salud. <\/p>\n Imagen representativa de un dodecaedro autoensamblado, compuesto por bloques de origami de ADN en forma de V, rectangulares y triangulares. La estructura tiene un radio de aproximadamente 220 nan\u00f3metros y tiene un peso molecular de aproximadamente 1,2 gigadaltones.NATURE<\/em>, 2017, WAGENBAUER ET AL. <\/p>\n LL Ong et al., Autoensamblaje programable de nanoestructuras tridimensionales a partir de 10\u00a0000 componentes \u00fanicos, Nature, <\/em>doi:10.1038\/nature24648, 2017.<\/strong><\/p>\n F. Praetorius et al., Producci\u00f3n biotecnol\u00f3gica en masa de origami de ADN, Nature, <\/em>doi:10.1038\/nature24648, 2017.<\/strong><\/p>\n G. Tikhomirov et al., Montaje fractal de matrices de origami de ADN a escala microm\u00e9trica con patrones arbitrarios, Nature, <\/em>doi:10.1038\/nature24655, 2017.<\/strong><\/p>\n KF Wagenbauer et al., Conjuntos de ADN programables por forma a escala de Gigadalton, Nature,<\/em> doi:10.1038\/nature24651, 2017.<\/strong><\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como a TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong> y mucho m\u00e1s !\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Animaci\u00f3n conceptual de un proceso de ensamblaje fractal para crear la Mona Lisa a partir de ADN. CALTECHDNA es un poderoso medio de construcci\u00f3n porque sus secuencias se pueden dise\u00f1ar para permitir un control preciso del autoensamblaje. 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