МОСКВА, 20 октября. /ТАСС/. Американские химики создали нанокристаллы из цепочек ДНК и неорганических молекул, способных несколько раз раскрываться и закрываться при переменах условий окружающей среды подобно тому, как это делают цветы. Эта особенность ДНК-"цветов" позволяет их использовать для упаковки и адресной доставки лекарств, сообщила пресс-служба Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (UNC).
"Никто не отказался бы от появления "умных капсул", которые бы автоматически выделяли лекарство при выявлении болезни и прекращали это делать после излечения. Наш материал позволяет это делать. Подобные ДНК-"цветы" можно будет устроить таким образом, что они будут доставлять четко отмеренную дозу лекарства, а также проводить биопсию или уничтожать тромбы", - заявила доцент UNC Ронит Фримэн, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
"Умные капсулы" представляют собой набор из нитей ДНК, встроенных внутрь наноскопических кристаллов из пирофосфата кобальта, неорганического соединения этого металла, фосфора и кислорода. Ученым удалось разработать такую технологию изготовления этих структур, которая позволяет "сшивать" при помощи нитей ДНК блоки, обладающие разными свойствами и структурой, и изготавливать из них сложные конструкции, реагирующие на внешние сигналы.
В частности, исследователи разработали конструкции, похожие по форме и поведению на полипы-анемоны и цветы сухопутных растений, способные раскрываться и закрываться при наличии или отсутствии сигналов об угрозе или при переменах в силе солнечного освещения. В случае с "ДНК -цветами" таким сигналом служат изменения кислотно-щелочного баланса окружающей среды.
Так, рост кислотности среды заставляет ДНК-нити, встроенные в "цветок", сворачиваться в более плотные структуры, в результате чего нанокапсула закрывается. При попадании в нейтральную среду наноструктура возвращается в исходное состояние, что ведет к ее раскрытию и попаданию ее содержимого внутрь новой среды или клетки. Подобным образом, как отмечают ученые, можно как доставлять лекарства внутрь определенных тканей и органов тела, так и извлекать из их клеток возможные биомаркеры развития болезни или опухоли.
Проведенные учеными опыты показали, что ДНК-"цветы" способны разворачиваться и сворачиваться около 10 раз, что позволяет многократно использовать их для решения широкого перечня задач. Помимо медицинских применений, подобные структуры также можно использовать для ликвидации последствий различных техногенных и природных катастроф, а также проведения различных сложных цепочек реакций в фармацевтической и химической промышленности, что в перспективе значительно упростит и удешевит производственные процессы.