Nanotecnologia de DNA

Pesquisadores descrevem técnica engenhosa para produção de estruturas tridimensionais em escala nanométrica a partir do auto-agrupamento de moléculas de DNA.

A novidade oferece aos cientistas um método eficiente para fazer com que moléculas de DNA se agrupem espontaneamente formando estruturas complexas. O estudo está descrito em artigo publicado na edição de 13 de março da revista Nature.

A estrutura de dupla hélice do DNA e o seu emparelhamento por bases, que permite o reconhecimento e a ligação altamente seletiva das fitas complementares, são há muito conhecidos. “Essas características e a capacidade de criar fitas com qualquer seqüência desejada fizeram com que o DNA fosse usado no design de várias nanoestruturas e até mesmo para executar computações moleculares”, descreveram os autores.

Apesar disso, a maior parte das formas obtidas até agora a partir do DNA tinha uma ou duas dimensões. Exemplos de formas tridimensionais incluem cubos e tetraedros, mas em construções sempre difíceis de obter com os métodos existentes, que exigem o uso de centenas de fitas.

O grupo liderado por Chengde Mao, do Departamento de Química de Purdue, conseguiu resolver o problema ao programar o próprio DNA para dobrar em unidades estruturais básicas. Dependendo das dobras do “origami molecular” diversas unidades se ligam umas às outras, de modo a formar estruturas complexas como dodecaedros ou buckyballs – cujo formato lembra a da bola de futebol com gomos.

“O design da construção básica de DNA funciona de maneira que muitas cópias de unidades idênticas se agrupam em estruturas tridimensionais maiores. Nós testamos esse conceito de automontagem hierárquica com moléculas de DNA que formam estruturas parecidas com uma estrela de três pontas”, explicaram.

“Ao controlar a flexibilidade e a concentração dessas estrelas, a montagem resultou em tetraedros, dodecaedros e buckyballs com tamanhos de dezenas de nanômetros e formados por quatro, 24 ou 60 peças. Esperamos que essa estratégia de montagem possa ser adaptada para permitir a fabricação de uma ampla gama de estruturas tridimensionais complexas”, destacaram.

Segundo os pesquisadores, a complexidade dos poliedros obtidos, combinados com a simplicidade do método de fabricação, deverá torná-los muito atrativos para o uso em ciência de materiais e nanotecnologia.


Fontes:

Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra. Yu He et al. Nature 452, 198-201 (13 March 2008).

Agencia FAPESP