Moleculele sintetice se autoasamblează în triplu helix printr-o metodă nouă de control
Cercetătorii de la Universitatea din Jyväskylä, Finlanda, au dezvoltat o strategie nouă pentru programarea moleculelor sintetice astfel încât acestea să se autoasambleze în structuri tridimensionale precis definite. Studiul apropie cercetătorii de organizarea moleculară sofisticată întâlnită în natură și ar putea deschide, în cele din urmă, noi posibilități pentru dezvoltarea de materiale funcționale avansate.
În organismele vii, molecule precum proteinele se pliază în mod fiabil în forme specifice, conform informațiilor codificate în secvențele lor moleculare. Reproducerea acestui nivel de control structural în sisteme sintetice a rămas o provocare majoră. Cercetătorii au arătat acum că pot fi codificate multiple straturi de informație într-o moleculă artificială pentru a controla modul în care aceasta se asamblează.
În studiul publicat în Angewandte Chemie International Edition, moleculele au format selectiv un triplu helix, în care trei lanțuri moleculare se înfășoară unul în jurul celuilalt în sens invers acelor de ceasornic. Totodată, formarea structurilor concurente a fost suprimată eficient.
Informația codificată determină structura finală
Abordarea, numită control ierarhic al secvenței, funcționează în două etape. Primul strat de informație realizează o selecție inițială, restricționând posibilele rezultate ale procesului de asamblare la patru tipuri de helice. Al doilea strat oferă un nivel suplimentar de selecție, favorizând formarea unei helice specifice dintre aceste patru: triplul helix în sens invers acelor de ceasornic.
„Cheia este că, prin ajustarea fină a secvenței moleculare, putem controla cu precizie ce structură tridimensională se formează în final. Am constatat că optimizarea atentă a secvenței este crucială pentru atingerea acestui nivel ridicat de control structural”, a declarat profesorul Fabien Cougnon de la Universitatea din Jyväskylä, care a condus studiul.
Spre molecule programabile și materiale avansate
Studiul marchează un pas spre molecule sintetice capabile să traducă informația codificată în secvență în structuri tridimensionale complexe, într-un mod previzibil, similar organizării moleculare strict controlate din natură.
„Obiectivul nostru pe termen lung este să proiectăm molecule ale căror structuri pot fi prevăzute și controlate cu o precizie tot mai mare. Autoasamblarea moleculară programabilă ar putea deschide, în cele din urmă, noi oportunități pentru dezvoltarea de materiale inteligente, dispozitive moleculare și alte tehnologii avansate”, a mai spus Cougnon.
