新しいシミュレーションソリューションは、DNA自己組織化技術で問題を解く

Published on October 29, 2010 at 2:29 AM

ノースカロライナ州立大学の研究者らは、薬物送達から分子センサーに至るまでの技術のための約束を保持するDNA自己組織化材料の開発を最適化する方法を発見した。

ではないが長すぎる、短すぎるではないが、ちょうど右 - 前進への鍵は"ゴルディロックス"自己組織化で使用されているDNA鎖の長さの発見です。

この画像は、DNA鎖の分子動力学のシミュレーションのスナップショットです。

DNA鎖は、相補的な遺伝子の固有のシーケンスを含む別の鎖と結合を形成する遺伝子のコーディングが含まれています。コー​​ティング特定のDNA層を有する材料によって、その材料は、模索し、その相補的な相手と結合する。それは、アプリケーションの様々な自己組織化材料の創製を可能にする可能性があるため、自己組織化DNAアシストと呼ばれるこのコンセプトは、、、生物医学、材料科学分野における重要な機会を提供します。

しかし、DNA自己組織化の技術は新しい概念ではないが、それは歴史的にいくつかの重要な障害を直面しています。長すぎるセグメントはしばしば変形材料の創出につながったながら、これらの障害の一つは、短すぎるDNAセグメントは、しばしば自己組み立てに失敗したということであった。このハードルは、基本的な製造上の問題だけでなく、材料自体の特性の大幅な変更が行われることがあります。

そしてその背後にある科学的原理を説明する - ノースカロライナ州立とメルボルン大学の研究者のチームが自己組織化のためのDNA鎖の最適な長さを識別するために、DNA鎖のコンピュータシミュレーションを使用して、この問題への解決策を提案した。

"あまりにも短い形式または長い形式の自己保護型のモチーフであるストランド、"博士YaraのYingling氏、アシスタントノースカロライナ州立大学で材料科学と工学の教授と研究についての論文の共同執筆者は述べています。鎖の結合お互いに、ではなく"パートナー"の材料にということを意味します。

"最適な長さが互いに絡み合っているには長さが足りない、と自分自身に倍以上に十分に短くはない、"Yingling氏は説明する。それは彼らが露出したまま、別の層の材料との結合に利用できる - DNA自己組織化のための完璧な状況。

このような自己組織化材料のひとつの潜在的なアプリケーションでは、薬物送達車の開発です。例えば、メルボルン大学の研究者は完全に、生体適合性生分解性と彼らは特定の物理的な刺激と接触した際に薬物を放出することが可能な自己組織化DNAのカプセルを作成している - ドラッグデリバリーに最適です。

医療分野における重要な診断アプリケーションを持つことができる - DNA自己組織化技術はまた、臨床的に重要な生体分子を検出する、との存在を通知するためにDNAを使用する分子センサーの作成を容易にするために期待されています。

"我々は現在、DNA自己組織化する役割を果たす追加の要因を探ることを計画している、"Yingling氏は"温度、遺伝子配列とアセンブリが​​行われている環境を含めて"と言う。

ソース: http://www.ncsu.edu/

Last Update: 3. October 2011 08:37

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