Біоінженери з Каліфорнійського технологічного інституту (Калтеха) навчилися створювати з ДНК і спеціальних білків нековалентні комплекси у вигляді ниток і клубків. Можна керувати типом створених комплексів за рахунок зміни послідовності ДНК. Робота опублікована в.
І нитки, і клубки складаються з двох компонент: коротких двозначних ДНК і білків, які їх пов'язують один з одним. Це зв'язування, хоча і досить міцне, все ж не ковалентне, тобто не передбачає утворення нових хімічних зв'язків. Білки закріплюються на ДНК за допомогою водневих зв'язків - точно таких же, як це відбувається при зв'язуванні ДНК природними білками, наприклад, транскрипційними факторами (це білки, які керують роботою генів, активуючи синтез РНК на матриці ДНК).
Білок, який автори використовували для створення ниток, є, власне, модифікацією одного з природних білків. Мова йде про один з транскрипційних факторів, вперше виявлених в дрозофілі і керуючих ембріональним розвитком (engrailed homeodomain, ENH).
Під час модифікації автори статті провели комп'ютерне моделювання взаємодії двох молекул цього білка з утворенням дімера типу «голова до голови». Молекулярний докінг дозволив виявити ті амінокислоти, які забезпечують максимально сильну взаємодію «голів» двох молекул один з одним, але при цьому не заважають роботі зв'язуючих ДНК природних «хвостів».
Після того, як комп'ютерний «дизайн» молекул був завершений, білки синтезували в рекомбінантній системі, виділяли і використовували для утворення комплексів з ДНК. Результат досліджували за допомогою флюоресцентної та атомно-силової мікроскопії, а також рентгенівського аналізу.
Синтетичний білок дійсно виявився здатним формувати протяжні нитки або клубки; що саме при цьому виходило залежало від розташування сайтів посадки білка на використаних фрагментах ДНК. Оскільки хімічний синтез коротких ДНК довільної послідовності в наш час дуже дешевий, керувати типом ДНК-білкових полімерів нескладно.
Автори роботи розглядають нову систему як ще один інструмент для створення біосумісних наноустроїв - поряд з численними версіями технології ДНК-орігамі.