Could a cheap molecule used to disi

Could a cheap molecule used to disinfect swimming pools provide the key to creating a new form of DNA nanomaterials?

Cyanuric acid is commonly used to stabilize chlorine in backyard pools; it binds to free chlorine and releases it slowly in the water. But researchers at McGill University have now discovered that this same small, inexpensive molecule can also be used to coax DNA into forming a brand new structure: instead of forming the familiar double helix, DNA’s nucleobases -- which normally form rungs in the DNA ladder -- associate with cyanuric acid molecules to form a triple helix.

The discovery “demonstrates a fundamentally new way to make DNA assemblies,” says Hanadi Sleiman, Canada Research Chair in DNA Nanoscience at McGill and senior author of the study, published in Nature Chemistry. “This concept may apply to many other molecules, and the resulting DNA assemblies could have applications in a range of technologies.”

The DNA alphabet, composed of the four letters A, T, G and C, is the underlying code that gives rise to the double helix famously discovered by Watson and Crick more than 60 years ago. The letters, or bases, of DNA can also interact in other ways to form a variety of DNA structures used by scientists in nanotechnology applications – quite apart from DNA’s biological role in living cells.

For years, scientists have sought to develop a larger, designer alphabet of DNA bases that would enable the creation of more DNA structures with unique, new properties. For the most part, however, devising these new molecules has involved costly and complex procedures.

The road to the McGill team’s discovery began some eight years ago, when Sleiman mentioned to others in her lab that cyanuric acid might be worth experimenting with because of its properties. The molecule has three faces with the same binding features as thymine (T in the DNA alphabet), the natural complement to adenine (A). “One of my grad students tried it,” she recalls, “and came back and said he saw fibres” through an atomic force microscope.

The researchers later discovered that these fibres have a unique underlying structure. Cyanuric acid is able to coax strands composed of adenine bases into forming a novel motif in DNA assembly. The adenine and cyanuric acid units associate into flower-like rosettes; these form the cross-section of a triple helix. The strands then combine to form long fibres.

“The nanofibre material formed in this way is easy to access, abundant and highly structured,” says Nicole Avakyan, a PhD student in Sleiman’s lab and first author of the study. “With further development, we can envisage a variety of applications of this material, from medicinal chemistry to tissue engineering and materials science.”

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โมเลกุลราคาถูกสามารถนำมาใช้ในการฆ่าเชื้อสระว่ายน้ำให้กุญแจสำคัญในการสร้างรูปแบบใหม่ของวัสดุนาโนดีเอ็นเอ?

กรด Cyanuric เป็นที่นิยมใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของคลอรีนในสระว่ายน้ำสนามหลังบ้าน; มันผูกที่จะเป็นอิสระคลอรีนและปล่อยมันช้าในน้ำ แต่นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย McGill ได้ค้นพบในขณะนี้ว่าเดียวกันนี้ขนาดเล็กโมเลกุลราคาไม่แพงนอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการเกลี้ยกล่อมดีเอ็นเอเข้าไปในการสร้างแบรนด์โครงสร้างใหม่แทนของการสร้างเกลียวคู่คุ้นเคยดีเอ็นเอ nucleobases - ซึ่งปกติในรูปแบบขั้นบันไดในบันไดดีเอ็นเอ - -. ร่วมกับโมเลกุลของกรดไซยานูริกในรูปแบบ Triple Helix

การค้นพบ "แสดงให้เห็นถึงวิธีการใหม่ที่จะทำให้พื้นฐานประกอบดีเอ็นเอ" Hanadi Sleiman, วิจัยแคนาดาเป็นประธานในดีเอ็นเอนาโนที่กิลและนักเขียนอาวุโสของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature เคมีกล่าวว่า "แนวคิดนี้อาจนำไปใช้กับโมเลกุลอื่น ๆ จำนวนมากและส่งผลให้การประกอบดีเอ็นเออาจจะมีการใช้งานอยู่ในช่วงของเทคโนโลยี."

ตัวอักษรดีเอ็นเอประกอบด้วยสี่ตัวอักษร A, T, G และ C คือรหัสพื้นฐานที่ก่อให้เกิด เกลียวคู่ค้นพบที่มีชื่อเสียงโดยวัตสันและคริกกว่า 60 ปีที่ผ่านมา ตัวอักษรหรือฐานของดีเอ็นเอยังสามารถโต้ตอบในรูปแบบอื่น ๆ ที่จะก่อให้เกิดความหลากหลายของโครงสร้างดีเอ็นเอที่ใช้โดยนักวิทยาศาสตร์ในการใช้นาโนเทคโนโลยี -. ค่อนข้างแตกต่างจากบทบาททางชีวภาพดีเอ็นเอในเซลล์ที่มีชีวิต

สำหรับปีนี้นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามที่จะพัฒนาขนาดใหญ่ออกแบบ ตัวอักษรของฐานดีเอ็นเอที่จะช่วยให้การสร้างโครงสร้างดีเอ็นเอที่มีที่ไม่ซ้ำกันคุณสมบัติใหม่ ส่วนใหญ่ แต่การณ์โมเลกุลใหม่เหล่านี้ได้มีส่วนร่วมขั้นตอนและค่าใช้จ่ายที่ซับซ้อน.

ถนนเพื่อการค้นพบทีมกิลเริ่มบางแปดปีที่ผ่านมาเมื่อ Sleiman กล่าวถึงคนอื่น ๆ ในห้องปฏิบัติการของเธอว่ากรดไซยานูริกอาจจะมีมูลค่าการทดลองด้วยเพราะ คุณสมบัติ. โมเลกุลที่มีสามใบหน้าด้วยคุณสมบัติที่มีผลผูกพันเช่นเดียวกับมีน (T ในอักษรดีเอ็นเอ) ที่สมบูรณ์ตามธรรมชาติที่จะ adenine (A) "หนึ่งในนักเรียนที่จบฉันพยายามมัน" เธอจำได้ว่า "และกลับมาและบอกว่าเขาเห็นเส้นใย" ผ่านกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม.

นักวิจัยได้ค้นพบในภายหลังว่าเส้นใยเหล่านี้มีโครงสร้างพื้นฐานที่ไม่ซ้ำกัน กรด Cyanuric สามารถที่จะชักชวนเส้นประกอบด้วยฐาน adenine เข้าสู่การสร้างบรรทัดฐานใหม่ในการประกอบดีเอ็นเอ adenine และหน่วยกรดไซยานูริกร่วมเข้าไปในโบดอกไม้เหมือน; เหล่านี้ในรูปแบบข้ามส่วนของเกลียวสาม เส้นแล้วรวมถึงรูปแบบเส้นใยยาว.

"วัสดุ nanofibre ที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้เป็นเรื่องง่ายในการเข้าถึงมากมายและโครงสร้างสูง" นิโคล Avakyan, นักศึกษาปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการ Sleiman และเขียนแรกของการศึกษากล่าวว่า "ด้วยการพัฒนาต่อไปเราสามารถมองเห็นความหลากหลายของการใช้งานของวัสดุนี้จากยาเคมีวิศวกรรมเนื้อเยื่อและวัสดุศาสตร์."