Lettere di dna

Immaginate dei nanoscopici lego, complementari tra loro, come tante tessere di un puzzle, e mescolateli tra loro. Immaginate che quei mattoncini siano di dna, sintetizzato ad hoc, e di zoomare sulla scena. Cosa vedreste? Un’immagine predeterminata, come una lettera dell’alfabeto o una emoticon. I ricercatori della Harvard Medical School di Boston, guidati dal Peng Yin, non l’hanno solo immaginato: hanno creato origami di dna e per questo hanno conquistato le pagine di Nature. 

L’idea di utilizzare le sequenze di dna come le costruzioni non è nuova. Nel 2006, Paul Rothemund delCalifornia Institute of Technology aveva dimostrato che è possibile rimodellare lunghe catene di dna (di origine virale) in modo tale che formino delle figure complesse, come per esempio la mappa delle Americhe, come ricorda il New Scientist. Ma a differenza del collega californiano, i ricercatori di Harvard hanno provato a lavorare con piccole catene di dna sintetiche, lunghe appena 42 basi, una diversa dall’altra, ma tutte in grado di ripiegarsi in modo da formare dei piccoli rettangoli (con lati di 3 e 7 nanometri). 

Una volta creati i loro mattoncini lego, i ricercatori hanno provato a mescolare i pezzi e atteso che si combinassero insieme. Ogni piccolo rettangolo infatti si combina, per complementarietà della basi tipica del dna (quella, per intenderci, che guida la replicazione del materiale genico), a un rettangolino vicino, e così via. In modo autonomo. La struttura più semplice che gli scienziati sono riusciti a creare con tutte le piastrelle è un rettangolo di 64 per 103 nanometri, ma eliminando qualche mattoncino è possibile realizzare le forme più disparate: dalle lettere dell’ alfabeto alle  emoticon. Agli scienziati è bastato programmare in anticipo l’autoassemblaggio (regolando numero e tipo di mattoncini al computer e trasmettendo le indicazioni a un sistema robotico) per creare oltre 100 diverse forme. 

L’idea in più dei ricercatori di Harvard rispetto al sistema di Rothemund – che per creare ogni forma richiedeva un nuovo set di sequenze di dna – è quella di poter disporre di un metodo estremamente flessibile. Infatti, è possibile creare numerose strutture a partire dallo stesso set iniziale di pezzi, basta eliminare qualche mattoncino. Un po’ quello che succede quando si incastrano pezzi differenti di una stessa scatola di lego in diversi modi. Il prodotto finale sarà ogni volta nuovo. 

Come spiegano gli scienziati, aver giocato con il dna, e aver dimostrato la possibilità di controllare in modo fine la formazione di strutture con le caratteristiche desiderate, apre le porte a possibili applicazioni terapeutiche di questa tecnica. Il dna origami, infatti, potrebbe servire per costruire dei sistemi per il rilascio di farmaci nel sito desiderato. In più, rinunciando a lunghi tratti di dna di origine virale, come fatto finora, la possibilità di un attacco da parte del sistema immunitario sarebbe notevolmente ridotta. 

 via wired.it

Credit immagine: Bryan Wei, Mingjie Dai, and Peng Yin, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University.