Ученые использовали комплект робототехники LEGO как дешевый и эффективный способ самоочищения

Градиент смог отделить димеры ДНК-оригами от мономеров ДНК-оригами.

Очистка ДНК, используемой в оригами, имеет решающее значение для многих областей. Превосходное позиционное управление ДНК-оригами также позволяет создавать точные узоры из биомолекул и неорганических материалов.

Использование программируемого ДНК-оригами принесло пользу электронике, визуализации сверхвысокого разрешения и медицине. Были предприняты усилия по улучшению сборки ДНК-оригами. Для сложных 3D-конструкций выход хорошо сложенного оригами значительно ниже 100%.

RZC, или зональное центрифугирование, представляет собой высокопроизводительный метод очистки ДНК Оригами, не допускающий примесей. Однако, поскольку многие методы создания градиентов плотности основаны на медленной пассивной диффузии, требуется длительный период времени. В новом исследовании ученые использовали градиентный смеситель LEGO для создания вращательного движения и быстрого создания квазинепрерывного градиента плотности с минимальным накоплением вязкого материала, что ускоряет процесс приготовления.

Этот инновационный и недорогой метод создания линейного градиента плотности глицерина ускорил диффузию с помощью простого вращательного движения. Процесс диффузии, ставший возможным благодаря градиентному смесителю LEGO, занимает всего одну минуту в прототипе инструмента, созданном из компонентов LEGO EV3 Mindstorms.

Исследователи аккуратно сложили раствор глицерина с низкой концентрацией поверх раствора глицерина с высокой концентрацией в центрифужной пробирке, чтобы создать градиент. Затем программа начинает укладывать пробирки по горизонтали и вращать их в течение 1 минуты на низкой скорости (20 об/мин) внутри пробирок, наполненных глицерином, вставленных в градиентный смеситель LEGO. Градиенты плотности для очистки RZC создаются, когда градиентный смеситель LEGO снова встает.

Свежеприготовленные градиенты глицерина наносятся на образцы ДНК-оригами. После этого пробирки помещают в ультрацентрифугу для очистки РЗК. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) используется для подтверждения очищенных структур после того, как фракции результата RZC взяты для анализа AGE.

Очистка RZC может проложить путь к крупномасштабному производству наноструктур ДНК, что позволит отделить функциональные наноструктуры ДНК от побочных продуктов реакций биоконъюгации, таких как дополнительный стрептавидин, квантовые точки, наночастицы золота, аптамеры и другие фрагменты. Это станет возможным благодаря сочетанию очистки RZC со скоростью и простотой градиентного смесителя LEGO.

Градиент этого метода разделял молекулы в соотношении 1:2, отделяя димер 6-hb от его предшественника и мономер 6-hb от его основных нитей. Однако очищенный димер имеет чистоту только 63±6%.

Ученые отметили: «Градиент, создаваемый нашим градиентным смесителем LEGO, достаточен для очистки свернутых наноструктур ДНК-оригами от лишних штапельных нитей, независимо от их соотношения сторон. Более того, градиент отделил димеры ДНК-оригами от мономеров ДНК-оригами. В свете недавних достижений в крупномасштабном производстве ДНК-оригами наш метод обеспечивает альтернативу для очистки наноструктур ДНК-оригами в больших количествах (в граммах) в условиях ограниченных ресурсов».

Ссылка на журнал: