Các Nhà khoa học tạo ra vật liệu từ ADN

Các nhà khoa học từ viện nghiên cứu TSRI (The Scripps Research Institute) đã phát triển được một phương pháp có thể tạo ra vật liệu từ ADN. Những vật liệu này có thể được ứng dụng trong y học.
Sử dụng những tiến bộ gần đây trong kỹ thuật chỉnh sửa ADN, hai nhà nghiên cứu Floyd Romesberg và Tingjian Chen đã tiến hành biến tính hóa học các nucleotit của ADN để tạo ra các hợp chất có thể được ứng dụng trong y học. Nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí khoa học Angewandte Chemie. 
Nhóm nghiên cứu của giáo sư Romesberg đã chế tạo thành công một enzym polymerase ADN nhân tạo có khả năng tạo ra các bản sao chép của ADN đã được biến tính theo cùng cách giống như các polymerase tiêu chuẩn tạo ra các bản sao chép của ADN thông thường. Tuy nhiên trong trường hợp này các nhà nghiên cứu chỉ biến đổi ADN bằng cách gắn các gốc chứa flo hoặc methoxy vào mạch phân tử đường của các nucleotit. Nghiên cứu này mở ra nhiều hướng biến tính khác cho các ứng dụng tiềm năng khác nhau.

Enzym (màu cam) gắn vào hydrogel 2’-azido-ADN/ADN.

Một trong những biến tính đã được thực hiện bởi các nhà hóa học của viện TSRI là gắn nhóm Azido vào ADN bằng kỹ thuật “Click Chemistry”. Từ đây các nhà nghiên cứu có thể gắn các phân tử khác nhau lên ADN thông qua nhóm Azido. Trong một nghiên cứu chuyên sâu hơn, các nhà khoa học đã tiến hành gắn nhiều chuỗi ADN thành một chuỗi trung tâm đã được biến tính với nhóm Azido. Sau đó các ADN này được khuếch đại bằng kỹ thuật “polymerase chain reaction (PCR) - Phản ứng chuỗi trùng hợp – phản ứng khuếch đại gen”. Hợp chất tạo thành khi tiếp xúc với nước sẽ hình thành hydrogel. Chi tiết về kỹ thuật PCR được trình bày trong video dưới đây: 

Hydrogel có nhiều ứng dụng khác nhau từ vận chuyển thuốc đến nuôi cấy tế bào. Tuy nhiên rất khó để kiểm soát các quá trình này. Nghiên cứu trên của các nhà khoa học tại viện TSRI có thể giúp giải quyết vấn đề này. 
Theo giáo sư Floyd Romesberg, “ADN có những đặc tính đặc trưng của một vật liệu và với khả năng biến đổi và nhân bản như ADN thông thường, chúng ta có thể khám phá ra rất nhiều ứng dụng lý thú trong tương lại”.

Nguồn: https://phys.org/news/2017-10-chemists-dna-nucleotides-materials.html