(Phys.org) —Wetenschappers van de New York University en de University of Melbourne hebben een methode ontwikkeld waarbij DNA-origami wordt gebruikt om eendimensionale nanomaterialen in twee dimensies te veranderen. Hun doorbraak, gepubliceerd in het laatste nummer van het tijdschrift Natuur Nanotechnologie , biedt het potentieel om glasvezel en elektronische apparaten te verbeteren door hun omvang te verkleinen en hun snelheid te verhogen.

"We kunnen nu lineaire nanomaterialen nemen en bepalen hoe ze in twee dimensies zijn georganiseerd, een DNA-origamiplatform gebruiken om een ​​willekeurig aantal vormen te creëren, " legt NYU-hoogleraar chemie Nadrian Seeman uit, senior auteur van de krant, die het gebied van DNA-nanotechnologie heeft opgericht en ontwikkeld, nu nagestreefd door laboratoria over de hele wereld, drie decennia geleden.

Seemans medewerker, Sally Gras, een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Melbourne, zegt, "We hebben twee bouwstenen van het leven samengebracht, DNA en eiwit, op een spannende nieuwe manier. We kweken eiwitvezels in een DNA-origamistructuur."

DNA-origami gebruikt ongeveer tweehonderd korte DNA-strengen om langere strengen te leiden bij het vormen van specifieke vormen. In hun werk, de wetenschappers probeerden te creëren, en dan de vorm manipuleren van, amyloïde fibrillen - staafjes van geaggregeerde eiwitten, of peptiden, die overeenkomen met de sterkte van spinnenzijde.

Om dit te doen, ze ontwierpen een verzameling van 20 dubbele DNA-helices om een ​​nanobuis te vormen die groot genoeg was (15 tot 20 nanometer - iets meer dan een miljardste van een meter - in diameter) om de fibrillen te huisvesten.

Het platform bouwt de fibrillen door de eigenschappen van de nanobuis te combineren met een synthetisch peptidefragment dat in de cilinder wordt geplaatst. De resulterende met fibrillen gevulde nanobuisjes kunnen vervolgens worden georganiseerd in tweedimensionale structuren via een reeks DNA-DNA-hybridisatie-interacties.

"Fibrillen zijn opmerkelijk sterk en, als zodanig, zijn een goede barometer voor het vermogen van deze methode om tweedimensionale structuren te vormen, " merkt Seeman op. "Als we de oriëntaties van fibrillen kunnen manipuleren, we kunnen in de toekomst hetzelfde doen met andere lineaire materialen."

Seeman wijst op de belofte van het creëren van tweedimensionale vormen op nanoschaal.

"Als we kleinere en sterkere materialen kunnen maken in elektronica en fotonica, we hebben het potentieel om consumentenproducten te verbeteren, " zegt Seeman. "Bijvoorbeeld, wanneer componenten kleiner zijn, het betekent dat de signalen die ze uitzenden niet zo ver hoeven te gaan, waardoor hun werksnelheid toeneemt. Daarom is klein zo opwindend:je kunt betere structuren maken op de kleinste chemische schaal."