(Phys.org) —Een team van nanotechnologie-onderzoekers aan de Universiteit van Kentucky heeft nieuwe methoden ontdekt om hittebestendige nanostructuren en arrays te bouwen met behulp van RNA.

Het onderzoek, geleid door Peixuan Guo, professor en William Farish Endowed Chair in Nanobiotechnology aan het UK College of Pharmacy en Markey Cancer Center, wordt gerapporteerd in een artikel met de titel "RNA als kookbestendig anionisch polymeermateriaal om robuuste structuren te bouwen met een gedefinieerde vorm en stoichiometrie, " co-auteur van Emil F. Khisamutdinov en Daniel L. Jasinski.

Het artikel, die in een volgende editie van het tijdschrift zal verschijnen ACS Nano , gepubliceerd door de American Chemical Society (ACS), werd geselecteerd als een ACS "Editors' Choice" en prepublicatiegegevens kunnen gratis worden gedownload.

Chemische polymeren zijn veelvuldig gebruikt in een verscheidenheid aan industrieën, waaronder kleding, leidingen, kunststoffen, containers, flessen, kookgerei, gereedschappen en medische materialen voor medicijnafgifte en materialen voor weefselengineering - vanwege hun hoge stabiliteit en het vermogen om hun globale vorm en grootte vast te houden. Echter, op microscopische schaal, deze polymeren vormen willekeurige microstructuren, waardoor hun grootte en vorm moeilijk te controleren zijn.

Het Guo-lab meldt dat RNA (ribonucleïnezuur) kan worden gebruikt als een anionisch polymeermateriaal om nanostructuren te bouwen met een controleerbare vorm en gedefinieerde structuur. De onderzoekers hebben een nieuwe RNA-driehoekstructuur gefabriceerd die gebruikmaakt van de intrinsieke controle van RNA over vorm en grootte op nanoschaal, terwijl het blijk geeft van een sterke stabiliteit.

Eerder, RNA werd gezien als structureel fragiel en gemakkelijk dissocieerbaar bij een temperatuurbereik van 35-70 graden Celsius, waardoor de toepasbaarheid ervan in een industriële omgeving zeer beperkt is. Met behulp van het speciale RNA-motief ontdekt in Guo's lab en een nieuwe methodologie, de onderzoekers toonden aan dat ze RNA-nanostructuren en patroonarrays kunnen bouwen die bestand zijn tegen 100 graden Celsius, de kooktemperatuur van water.

De nieuwe driehoekige RNA-nanoarchitechturen kunnen worden gebruikt om arrays te vormen met een controleerbaar herhalingsnummer van de scaffold, lijken op monomeereenheden in een polymerisatiereactie. Dus, het Guo-lab was in staat om een ​​honingraat-RNA-structuur te produceren met de nieuwe RNA's, waardoor de productie van RNA-vellen mogelijk is.

Experts zeggen dat deze doorbraak het veld van RNA-nanotechnologie vooruithelpt, positionering van RNA als een nieuwe, uniek type polymeer met voordelen ten opzichte van conventionele chemische polymeren.

"Dit onderzoek toont een groot potentieel voor het bouwen van stabiele RNA-nanodeeltjes met eigenschappen die gemakkelijker kunnen worden gecontroleerd dan standaardpolymeren, " zei Jessica Tucker, Programmadirecteur van het National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering voor systemen en apparaten voor het afleveren van geneesmiddelen en genen. "Hoe meer controle we hebben over de nanodeeltjes, hoe beter we ze kunnen aanpassen voor gebruik in therapieën voor ziekten variërend van kanker tot diabetes."