Zuivering van DNA-nanostructuren uit hydrofobe aggregaten

Onderzoekers in Japan hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het zuiveren van met cholesterol gemodificeerde DNA-nanostructuren die kunnen worden gebruikt om moleculaire robotlichamen (lipideblaasjes) te functionaliseren. De studie was een samenwerking tussen Yusuke Sato van Kyushu Institute of Technology en Shin-ichiro M. Nomura van de Tohoku University, en het werk werd gepubliceerd in ChemBioChem.

Om de DNA-nanostructuren te zuiveren, mengden de onderzoekers eerst oppervlakteactieve stoffen met de materialen voor de DNA-zeshelixbundels met vier cholesterol-gemodificeerd DNA. Vanwege de hydrofobiciteit van het cholesterol waren dergelijke DNA-nanostructuren over het algemeen gemakkelijk te aggregeren in waterige oplossing. De toevoeging van oppervlakteactieve stoffen hielp de aggregatie te voorkomen en maakte de zuivering van de doelstructuren uit de aggregaten mogelijk.

De onderzoekers scheidden vervolgens de doel-DNA-nanostructuren van de aggregaten door middel van gelelektroforese. De gescheiden DNA-nanostructuren werden uit de gel geëxtraheerd.

De wetenschappers ontdekten dat het type oppervlakteactieve stof, de hoeveelheid en de toegevoegde timing belangrijke parameters waren voor het verhogen van de uiteindelijke zuiveringsopbrengst. Ten slotte bevestigden Sato en Nomura dat de gezuiverde structuur het vermogen behield om het oppervlak van lipideblaasjes te binden.

De door Sato en Nomura ontwikkelde methode is gebaseerd op een eenvoudige benadering van het toevoegen van oppervlakteactieve stof onder geschikte omstandigheden. Daarom kan deze methode worden gecombineerd met andere conventionele zuiveringsmethoden, niet beperkt tot de op elektroforese gebaseerde methode.

“Wij geloven dat dergelijke gezuiverde hydrofobe DNA-nanostructuren nuttig zullen zijn voor de constructie van kunstmatige cellen en moleculaire robots die complexe functies vertonen door gefunctionaliseerde lipidemembranen met DNA-nanostructuren te gebruiken”, zeggen Sato en Nomura.

Het onderzoeksteam zal vervolgens werken aan het implementeren van de moleculaire communicatiefunctie op moleculaire robots door middel van selectief moleculair transport en het verbinden van meerdere lipideblaasjes.