Forskare har utvecklat en snabbare, billigare och enklare alternativ till typisk DNA-origamitillverkning, öka teknikens tillgänglighet och potentiella inverkan i industrin och kliniska miljöer.

DNA-origami hänvisar till en monteringsteknik som viker enkelsträngade DNA-mallmolekyler till målstrukturer. I journalen Nanoforskning , Carlos Castro och kollegor från Ohio State University rapporterar en förenklad metod för att vika DNA-origami nanostrukturer som är snabb, robust och skalbar.

Trots lovande potential för tillämpningar som läkemedelsleverans och biosensing, utvecklingen av nanoenheter för praktisk användning inom forskning och utbildning har hindrats av tiden, ansträngning och kostnader förknippade med DNA-origami.

Enkla och robusta metoder för att utföra och skala DNA-origami självmonteringsprocessen är avgörande, sa Castro, en docent i maskin- och flygteknik. Hans team har utvecklat en tillverkningsmetod som skalar till cirka 100–1, 500 gånger högre än typiska vågar. Teamet utvecklade också ett tillvägagångssätt som de har kallat lågkostnadseffektiv glödgning (LEAN) självmontering som leder till effektiv tillverkning av en rad testade DNA-origamistrukturer.

"Vanligtvis anpassas tillverkningsprotokoll för varje enhet. Ett av målen med studien var att ta fram protokoll som fungerar bra för många olika enheter som överensstämmer med den skalbara och lätta vikningen, sa Castro, som också fungerar som chef för Nanoengineering and Biodesign Lab.

Castros tidigare arbete inkluderar att använda DNA-origami för att bygga enkla mikroskopiska verktyg som rotorer och gångjärn, och även en "trojansk häst" utan DNA för att leverera läkemedel till cancerceller.

I motsats till andra metoder för skalning av DNA-origamimontering, LEAN-metoden kan implementeras med hjälp av billig och allmänt tillgänglig utrustning, som kokplattor, vattenbad och laboratoriebrännare. Den använder också standardrecept och -material så att den lätt kan appliceras på alla befintliga eller nya DNA-origamidesigner.

"Vi föreställer oss att dessa metoder kan underlätta enhetsutveckling för kommersiella tillämpningar och underlätta bredare användning av DNA-origami i forskning och utbildning, ", sa Castro. "Kombinationen av enkel och snabb hopfällning med billig och bärbar utrustning passar bra med att porta in tillverkningen i ett klassrum, vilket vi också har gjort under det senaste året."

Andra medförfattare på tidningen inkluderar Patrick Halley och Randy Patton, Institutionen för maskin- och rymdteknik; alumn i kemiteknik Amjad Chowdhury; och John Byrd, Avdelningen för hematologi.

Projektet stöds med finansiering från Castros National Science Foundation Early CAREER Development award.