Ученые автоматизировали «ДНК-оригами» с помощью ДЕДАЛа

«ДНК-оригами» представляет собой нанометровое молекулярное соединение, которое используется в качестве управляемых каркаса или емкости для транспортировки вакцин, инструментов корректирования генов, а также хранения архивной памяти. Традиционно формирование таких «шкатулок» — двух- и трехмерных — осуществляется вручную и требует от исследователя внушительных трудозатрат и высочайшей квалификации.

Методологическую революцию в области призван совершить новый алгоритм ДЕДАЛ, получивший название в честь древнегреческого проектировщика лабиринтов. Складывание «ДНК-оригами» начинается с построения сплошной модели целевого объекта на плоскости, которая разбивается на ряд полигональных форм. Затем по контуру продевается длинная одноцепочечная ДНК — «строительные леса» будущего сооружения. Дальнейшие манипуляции, ограниченные лишь замкнутой структурой оригами и воображением ученого, обеспечиваются за счет переплетения «подмостков» в одной, динамичной точке.

«Результат позволяет отойти от практики экспертного моделирования ДНК, необходимой для синтезирования объекта, туда, где сам объект выступает источником последовательностей, определяемых автоматически. Мы надеемся, этот алгоритм позволит научному сообществу действовать более раскованно в вопросе молекулярного дизайна», — заявил доцент кафедры биологической инженерии Марк Бэт.

В настоящее время команда испытывает новую технологию на практике. Одним из наиболее актуальных направлений в этой связи считается конструирование каркасов для вирусных пептидов и белков в рамках вакцинирования. Преимущество «ДНК-оригами» заключается в данном случае в высокой вариативности форм и состава наночастиц, что позволяет разместить молекулы на любом их участке и в любом соотношении. Это в свою очередь открывает перед учеными практически безграничные возможности в выборе сценария инфицирования организма.