Gli europei all'avanguardia nel campo della biotecnologia
Alcuni ricercatori in Germania hanno fatto di nuovo una grande scoperta nel campo della bionanotecnologia, questa volta sui sensori a nanopori a stato solido di cui hanno aumentato le capacità coprendoli con lamine di acido deossiribonucleico (DNA). Questo importante progresso è stato fatto anche grazie al progetto DNA ORIGAMI DEVICES ("Single-molecule studies of protein-protein-DNA interactions, enabled by DNA origami") che ha ricevuto un contributo del Consiglio europeo della ricerca (CER) del valore di 1,5 milioni di euro nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE. Questo progetto ha aperto nuove opportunità per uno studio sistematico di interazioni macromolecolari in biologia e probabilmente ci farà capire meglio i processi regolatori in biologia. I risultati di questo recente studio sono stati presentati sulla rivista Angewandte Chemie International Edition. Tutto ciò che si trova in nanoscala si riferisce a una cosa così piccola che può essere misurata solo in milionesimi. In questo caso i nanopori sono buchi molto piccoli, di solito in materiali sintetici come grafene o silicone e sono usati per analizzare e sequenziare singole molecole di acido nucleico. La tecnologia dei nanopori offre uno dei più promettenti approcci alla rilevazione e l'analisi delle singole molecole. Quello che i ricercatori della Technische Universität München (TUM) in Germania hanno ottenuto è potenziare l'abilità dei nanopori a stato solido mettendo loro delle coperture fatte di DNA. Queste coperture in nanoscala, che hanno aperture centrali fatte per varie funzioni di "portiere", sono formate dai cosiddetti origami di DNA. Si tratta dell'arte di fare strutture di DNA che si ripiegano in strutture appositamente progettate con specifiche proprietà chimiche. Questo rappresenta una grande rivoluzione per tutto il settore con effetti di larga portata. Questo risultato non è stato facile da raggiungere ed è frutto di un duro lavoro portato a termine da diversi team negli ultimi anni. Un team coordinato dal professor Hendrik Dietz del TUM si è occupato in particolare di raffinare il controllo sulle tecniche di origami di DNA e di dimostrare come le strutture fatte in questa maniera possono permettere studi scientifici in diversi campi. Un altro team di ricerca del TUM, coordinato da Ulrich Rant, ha fatto la stessa cosa ma nel campo dei sensori a nanopori a stato solido, nei quali il principio attivo di base è spingere le molecole di interesse, una alla volta, attraverso un buco in scala nanometrica su una sottile lastra di materiale semiconduttore. Quando le biomolecole passano attraverso o si fermano su un sensore, i piccoli cambiamenti della corrente elettrica che scorre attraverso il nanoporo si traducono in informazioni sulla loro identità e proprietà fisiche. Lavorando insieme sono stati in grado di sviluppare un dispositivo di nuova concezione che finora era puramente ipotetico, questo ha comportato il posizionamento di una nanolamina origami di DNA sull'estremità stretta di un nanoporo a stato solido a forma di cono. Regolando o "sintonizzando" le dimensioni dell'apertura centrale nella nanolamina di DNA, hanno potuto filtrare il tipo di molecole che vi passano attraverso a seconda delle dimensioni. Inoltre, mettendo un ricettore DNA a filo singolo nell'apertura come esca, dovrebbe essere possibile rilevare le molecole "preda" a sequenza specifica. In teoria, un dispositivo del genere potrebbe servire anche come base per un nuovo sistema di sequenziamento del DNA. "Siamo entusiasti del potenziale selettivo del metodo esca/preda per la percezione della singola molecola," ha detto il professor Dietz, "perché molti componenti chimici diversi, oltre al DNA, potrebbero attaccarsi al sito appropriato su una nanolamina di DNA." Le applicazioni di percezione ad alta risoluzione, come il sequenziamento del DNA, incontreranno altre difficoltà però, come ha spiegato il dott. Rant: "Per natura, i nanopori e i loro portieri di origami di DNA permettono a piccoli ioni di passare. Per alcune applicazioni immaginabili, questo diventa una perdita indesiderata di corrente che dovrà essere ridotta, insieme alla magnitudo delle fluttuazioni di corrente."Per maggiori informazioni, visitare: Technische Universität München (TUM): http://portal.mytum.de/welcome/ Angewandte Chemie International Edition: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773
Paesi
Germania