Экспериментаторы из университета Гёте во Франкфурте на Майне сумели выкроить из молекул ДНК два колечка, да ещё заставили их переплестись друг с другом, словно украшение на свадьбе бактерий. Однако это был подарок к настоящей свадьбе.
Два рекордных кольца насчитывают в диаметре по 18 нанометров. Переплетённые они образовали структуру под названием катенан (catenan, от латинского catena — цепь). Это достижение специалисты считают важным шагом в ДНК-нанотехнологии — молодой дисциплине, рождённой на стыке биологии, физики, химии и материаловедения.
Самосборка крупных молекул и умение ДНК находить комплиментарные молекулярные куски не раз использовались для построения из ДНК различных наноразмерных структур и устройств (можно вспомнить смайлики, логический вентиль и шкатулки с замками). Но в основном речь шла о жёстких неподвижных системах. Кольца из университета Гёте при определённых условиях могут свободно вращаться. Это делает их любопытными кандидатами на роль узлов молекулярных наномашин.
Для построения катенана авторы разработали такие последовательности нуклеотидов, которые обеспечивали сборку нужной «архитектуры» автоматически. Сначала два фрагмента ДНК в форме буквы С притягивались друг к другу так, что открытые их концы смотрели наружу, а потом ещё два меньших кусочка ДНК замыкали два разрыва.
Любопытно, что во время работы над обручальными кольцами из ДНК один из авторов этого проекта Торстен Шмидт (Thorsten Schmidt) женился. Свою работу он посвятил жене Диане, которая оценила придумку на должном уровне, поскольку работала вместе с мужем в одной лаборатории (ныне Торстен перешёл в Гарвардский университет, и, надо полагать, его супруга последовала за ним).
(Детали опыта изложены в статье в Nano Letters и пресс-релизе университета Гёте.)
днк в бактериях хранится в виде ковалентно замкнутого кольца. при репликации, которая происходит при любом делении, образуется структура подобная изображенной на рисунке. Затем она обычно разрезается специальным ферментом и сшивается уже по отдельности.
нейтрализовать этот фермент каким-либо образом (например убить в этот момент бактерию) и получаем искомое