Grupa prof. Jonathana Heddle’a z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ wraz z naukowcami Wydziału Chemii UJ opublikowali wyniki badań nad chiralnymi nanoklatkami z DNA. Stworzone przez nich trójwymiarowe bryły mogą zostać wykorzystane jako materiał do zbudowania nowej generacji nośników leków.

Znaczna grupa asymetrycznych związków chemicznych występujących na świecie może istnieć w dwóch formach, które - posiadając dokładnie takie same wzory sumaryczne - tworzą swoje odbicia lustrzane, czyli są chiralne. Czym właściwie jest chiralność? Aby lepiej zrozumieć znaczenie tej cechy, spróbujmy wyobrazić sobie lustro. Stawiając przed nim hipotetyczną cząsteczkę, otrzymamy odbicie w pełni odwzorowujące jej budowę. Gdyby jej zwierciadlany wizerunek miał możliwość stanąć obok swojego oryginału, moglibyśmy zaobserwować jedną z dwóch zależności. Wersja pierwsza: zarówno cząsteczka, jak i jej lustrzany pierwowzór są dokładnie takie same, a więc mają symetryczną budowę. Wersja druga: obie cząsteczki postawione „w szeregu” nie pokrywają się ze sobą - lewa strona tej jednej wygląda jak prawa drugiej, itp. Sedno chiralności tkwi właśnie w tej różnicy - o ile w pierwszym wariancie bez względu na to, czy patrzymy na pierwowzór, czy na lustrzane odbicie, cząsteczka wciąż pozostaje wizualnie taka sama, o tyle w drugim mamy do czynienia z parą molekuł, będących swoimi optycznymi "przeciwnościami".

Zjawisko podobne do chiralności wykorzystali naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Uzyskali oni dwie lustrzane formy tej samej bryły, którą był lewo- i prawostronny pojemnik o kształcie wielościanu w formie przyciętego sześcianu wytworzonego z DNA o średnicy zaledwie 60 nanometrów, czyli miliardowych części metra. Następnie, poprzez modyfikację ścian takich nanopojemników krótkimi fragmentami DNA mogącymi zlepiać się z pasującymi do nich fragmentami DNA na powierzchni "lustrzanych" brył, byli oni w stanie stworzyć długie łańcuchy zbudowane z naprzemiennie występujących lustrzanych, a więc "prawych" i "lewych" wersji takich nanostruktur.

- Tak ciasne dopasowanie, właściwie bez żadnych przerw, dwóch różnych trójwymiarowych obiektów z DNA to naprawdę interesujący wynik. Jako że nasze sześciany przycięte są wewnątrz puste, otwierają one drogę to wytwarzania rozbudowanych sieci, w których każda z naprzemiennie występujących form będzie wypełniona innym ładunkiem - mówi prof. Jonathan Heddle, szef laboratorium, w którym wspomniane badania są prowadzone i dodaje, że takie układy nanoklatek mogą zostać wykorzystane jako materiał do zbudowania nowej generacji nośników leków.

Opisane badania zostały przeprowadzone w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ w ramach współpracy z Wydziałem Chemii UJ. Publikacja jest dostępna online na stronie pubs.rsc.org.