Il DNA come nuovo materiale di nano-costruzione
L’utilizzo di nucleosidi modificati nelle nanotecnologie è una nuova e interessante tendenza che finora, però, ha trovato applicazione solo in alcune implementazioni di funzioni integrate. Il progetto NANO-DNA (Functional DNA nanomaterials), finanziato dall’UE, ha conseguito significativi progressi in questo campo scientifico incorporando molecole appositamente progettate in nucleosidi modificati chimicamente per consentire l’aggiunta di funzioni specifiche. L’attività più impegnativa del progetto è stata lo sviluppo di tecniche per la creazione di fili molecolari da disporre lungo i percorsi dei modelli di DNA. I ricercatori sono riusciti a sintetizzare questo tipo di fili utilizzando il DNA di porfirina e la valutazione dettagliata che eseguiranno costituirà la base per la creazione di fili elettronici di precisione in nanoscala. Lo scaffold basato sul DNA si è dimostrato un materiale iniziale eccellente per la creazione di bio-modelli in nanoscala per i circuiti plasmonici o elettronici molecolari. Gli scienziati hanno sintetizzato alcuni sistemi simili con numeri diversi di unità di porfirina collegate al DNA. Uno di essi è stato progettato come mediatore del trasferimento di energia tra componenti elettronicamente attivi in tubi luminosi auto-assemblati e ha mostrato un trasferimento di energia efficiente superiore a 20 nm. Il secondo è stato utilizzato come filo per il trasporto degli elettroni attraverso la membrana. Il sistema ha inoltre permesso di ottenere i nano-pori più piccoli possibili in una membrana basata su DNA e ha mostrato il trasporto di ioni attraverso la membrana, lungo il DNA. I ricercatori, infine, hanno dimostrato che le unità di porfirina possono essere applicate per aumentare la sensibilità durante il trattamento fotodinamico del cancro. L’introduzione di porfirine modificate è stata ottenuta attraverso l’allungamento enzimatico delle catene di DNA mediante telomerasi che provoca l’immortalità delle cellule cancerose. Combinando l’inibizione della telomerasi con la terapia fotodinamica il team ha ottenuto risultati promettenti nell’efficacia delle terapie per il cancro della pelle. Gli studi condotti dal progetto hanno introdotto un approccio completamente nuovo all’incorporazione delle molecole progettate, con l’obiettivo di aggiungere funzioni programmate specificamente. La futura applicazione di questi sistemi porterà a innovazioni rivoluzionarie in settori come l’elettronica, il fotovoltaico e la medicina.
Parole chiave
DNA, nano-costruzione, nucleosidi modificati, NANO-DNA, porfirina, fotodinamico, trattamento del cancro
