Cyanursyra är en av de många kemikalier som du aldrig har hört talas om men som gör tråkiga men användbara uppgifter för att göra vår moderna livsstil möjlig. När det gäller denna kemikalie-även kallad CYA-är dess dagliga jobb att förhindra bakteriedödande klor i simbassänger från att förstöras av solens ultraviolenta strålar. Allt du behöver för att hålla din bakgårdspool säker och frisk är en mycket liten koncentration av CYA, högst 60 till 80 delar per miljon. Du inser nog inte ens att du lägger den i vattnet, eftersom många pulveriserade, tablett- och stickklorbehandlingar inkluderar CYA i blandningen.

Men nu, forskare vid Canadas McGill University kan ha hittat en exotisk, banbrytande användning för CYA, en som plötsligt kan göra den till en mycket viktigare kemikalie. I en ny artikel i tidskriften Nature Chemistry, forskarna beskriver hur CYA kan användas för att samla deoxiribonukleinsyra, eller DNA - den massiva molekylen som lagrar genetisk information i våra celler - för att bilda en trippel helix, en struktur som skiljer sig dramatiskt från DNA:s vanliga dubbla helix.

Denna utveckling kan bli enorm, på ett otroligt litet sätt. Det kan göra det möjligt för forskare att skapa nya typer av DNA -sammansättningar, inklusive sådana som innehåller nya bokstäver i det genetiska alfabetet, och skapa sådana med nya egenskaper. Dessa DNA -nanomaterial kan användas för att bygga alla möjliga saker, från syntetisk mänsklig vävnad till små enheter för att leverera mediciner inuti kroppen.

Hanadi Sleiman, en DNA -nanovetare vid McGill och senior författare till studien, säger att den nya processen kan användas med andra kemikalier som liknar CYA i molekylär storlek.

"Detta är första gången som en liten molekyl har visat sig inducera sammansättning av DNA-strängar till ett nytt material genom vätebindning, "säger hon via e -post." Med hjälp av principen som vi introducerade i detta dokument, vi kan använda många andra små molekyler för att få DNA att bilda en mängd nya biomaterial. "

Steven Maguire, en forskare vid Queens University:s SNO+ forskningsprogram som inte var inblandad i studien, förklarar, "Genom att bygga anpassade delar av DNA, forskare kan programmera dem att bygga mycket små strukturer, på samma sätt som DNA används för att bygga proteiner i levande celler. "

Enligt Maguire, processen som utvecklats av Sleimans team ger en lösning på ett av de stora problemen inom det framväxande fältet. "Begränsningarna för nuvarande DNA -nonomaterial är att de inte förgrenar sig - det är som att försöka bygga något med Tinkertoys, men bara med 180-graders kontakter, "säger han." Med denna nya "stjärna" -metod kan du bygga åt olika håll snarare än bara i raka linjer, och låter forskare bygga fler och varierade strukturer. Det här låter som ett ganska stort genombrott inom området. "

Den nya processen var på gång i åtta år. Det hela började när Sleiman nämnde för andra forskare i hennes laboratorium att CYA kan vara en bra kemikalie att experimentera med, eftersom molekylen har tre ansikten med samma bindande egenskaper som tymin, T i DNA -alfabetet som också innehåller adenin, guanin och cytosin (A, G och C, respektive).

"Min student Faisal Aldaye provade det då, och kom tillbaka och berättade att han hade observerat mycket långa och rikliga fibrer genom atomkraftsmikroskopi, "säger Sleiman." Men det tog oss åtta år och tre doktorander deltog, en post-doc och en samarbetspartner vid Queen's University för att äntligen ta reda på den interna strukturen hos dessa fibrer. Det visar sig att fibrerna är gjorda av trippel spirader av polyadeniner, och varje nivå inuti helixen är en hexametrisk, blommeliknande rosett av adenin- och cyanursyraenheter. Det här är den längsta tid som det har tagit oss att publicera ett papper från den första upptäckten. "

En annan anledning CYA är lovande för att bygga DNA -nanostrukturer eftersom det är både billigt och har låg toxicitet. Rigoberto Advincula, professor vid institutionen för makromolekylär vetenskap och teknik vid Case Western Reserve University, hyllade också den nya processen som "ett stort framsteg". Han säger via mejl att bl.a. de nanofiberstrukturer som skapats genom processen kan användas för att konstruera vävnad som är mer biokompatibel med den person som skulle få den vid en transplantation.

Forskare vid det amerikanska energidepartementets Brookhaven National Laboratory har använt bundna DNA -strängar för att bygga små burar för att fånga och ordna nanopartiklar, på ett sätt som efterliknar diamantens kristallina struktur.