Scienziati sviluppano un innovativo metodo per creare strutture 3D utilizzando il DNA
Progettazione automatizzata di origami DNA 3D con curvatura 2D non rasterizzata
Un gruppo di ricercatori sta esplorando la possibilità di realizzare strutture tridimensionali sfruttando il DNA. Il DNA, fondamentale per la vita, è composto da molecole che trasportano le informazioni necessarie per le cellule per riprodurre e sviluppare tutte le funzioni biologiche essenziali.
Il DNA riesce a svolgere questo compito grazie a quattro molecole (adenina, citosina, guanina e timina) che possono essere facilmente legate tra loro per creare strutture complesse. I ricercatori puntano a utilizzare queste proprietà per produrre nanostrutture adatte a diverse applicazioni. Questo approccio è stato chiamato “DNA origami”, in riferimento all’arte giapponese di piegare la carta in forme intricate. L’obiettivo è “piegare” le molecole in specifiche configurazioni complesse.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia includono la sintesi di nanoparticelle, la realizzazione di reattori a basso volume, l’assemblaggio di modelli, il trasporto molecolare e la somministrazione controllata di farmaci. Al fine di raggiungere questi obiettivi, i ricercatori hanno messo a punto un sistema chiamato “DNAxiS” in grado di produrre geometrie arbitrarie all’interno del DNA.
Il processo di creazione delle strutture inizia con la progettazione di una geometria attraverso un software CAD, per poi esportarla in formato mesh. Successivamente, un software appositamente sviluppato decompone la geometria in strutture che possono essere ottenute sfruttando le proprietà di legame del DNA. Il sistema ha mostrato di essere in grado di creare un’ampia gamma di forme di base, che potrebbero essere collegate tra loro per generare strutture ancora più complesse.
Nonostante l’obiettivo principale dei ricercatori sia di sviluppare ulteriormente questa tecnologia per applicazioni biomediche, sorge spontanea la domanda se approcci simili possano essere adottati per lo sviluppo di processi di stampa 3D molecolare per strutture più generali e su larga scala. Ciò potrebbe avere un impatto significativo su diversi settori, come la medicina, l’ingegneria dei materiali e l’energia, offrendo nuove opportunità e soluzioni innovative.
In conclusione, la ricerca sulle strutture 3D basate sul DNA è ancora in una fase preliminare, ma i progressi compiuti finora dimostrano un potenziale notevole per lo sviluppo di nuove tecnologie e applicazioni. La combinazione di conoscenze in biologia, chimica e ingegneria potrebbe portare alla creazione di soluzioni innovative capaci di rivoluzionare diversi settori industriali e scientifici.
