Международная группа ученых из Калифорнийского университета в США и Римского университета Тор Вергата в Италии создала синтетические гены, которые могут превращаться во внутриклеточные структуры из модульных блоков. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).
Сложные организмы развиваются из одной клетки путем последовательных событий деления и дифференциации. В этих процессах участвуют многочисленные биомолекулы, координируемые каскадами генов, которые управляют временем и местом активации.
Молекулярные сигналы запускают сборку рядов генов в определенном порядке. Например, у плодовых мушек такой механизм управляет формированием сегментов тела.
В новом исследовании ученые использовали строительные блоки из ДНК-плиток, образованных несколькими синтетическими нитями ДНК. Затем они создали раствор, содержащий миллионы этих плиток, которые взаимодействовали друг с другом, образуя трубчатые структуры микронного масштаба.
Структуры формировались только в присутствии определенной молекулы РНК, которая запускала процесс. Другая молекула-триггер РНК также могла разобрать получившиеся конструкции.
Исследователи также запрограммировали различные синтетические гены на выпуск сигнальных РНК в определенное время. В результате получился искусственный генетический каскад, способный управлять формированием и разрушением структур ДНК.
По словам ученых, их открытие может найти применение в синтетической биологии, медицине и биотехнологиях.
Ранее исследователи обратили вспять старение мозга у плодовых мушек.