Os cientistas usaram um kit de robótica LEGO como uma forma barata e eficaz de se purificar

O gradiente foi capaz de separar dímeros de origami de DNA de monômeros de origami de DNA.

A purificação do DNA usado no origami é crucial para muitas áreas. O controle posicional superior do origami de DNA também permite a padronização precisa de biomoléculas e materiais inorgânicos.

O uso do origami de DNA programável se beneficiou da eletrônica, da imagem de super-resolução e da medicina. Esforços foram feitos para melhorar a montagem do origami de DNA. Para construções 3D complexas, o rendimento do origami bem dobrado é muito inferior a 100%.

RZC, ou centrifugação zonal de taxa, é uma técnica de purificação de alto rendimento e livre de contaminação para DNA de origami. No entanto, como dependem de uma difusão passiva lenta, muitas técnicas para produzir gradientes de densidade demoram um longo período. Em um novo estudo, os cientistas empregaram um misturador de gradiente LEGO para gerar movimento rotacional e produzir rapidamente um gradiente de densidade quase contínuo com um empilhamento mínimo do material viscoso, acelerando o processo de preparação.

Esta técnica inovadora e barata para produzir um gradiente linear de densidade de glicerol acelerou a difusão usando um movimento rotacional direto. O processo de difusão, possibilitado pelo misturador de gradiente LEGO, leva apenas um minuto no protótipo do instrumento criado a partir dos componentes do LEGO EV3 Mindstorms.

Os pesquisadores empilharam cuidadosamente uma solução de glicerol de baixa concentração em cima de uma solução de glicerol de alta concentração dentro de um tubo de centrífuga para criar o gradiente. O programa então começa a colocar os tubos horizontalmente e girá-los por 1 minuto em baixa velocidade (20 rpm) dentro dos tubos cheios de glicerol inseridos no misturador gradiente LEGO. Os gradientes de densidade para a purificação RZC são produzidos quando o misturador de gradiente LEGO se levanta novamente.

Os gradientes de glicerol recém-feitos são carregados nas amostras de origami de DNA. Depois disso, os tubos são colocados dentro de uma ultracentrífuga para purificar o RZC. A microscopia de força atômica (AFM) é usada para confirmar as estruturas purificadas após as frações do resultado RZC serem retiradas para análise de AGE.

A purificação RZC poderia abrir caminho para a produção de nanoestruturas de DNA em larga escala que permitirá a separação de nanoestruturas funcionais de DNA dos subprodutos de reações de bioconjugação, como estreptavidina extra, pontos quânticos, nanopartículas de ouro, aptâmeros e outras porções. Isto será possível combinando a purificação RZC com a velocidade e simplicidade do misturador gradiente LEGO.

O gradiente desta técnica separou as moléculas em uma proporção de 1:2, separando o dímero de 6-hb de seu precursor e o monômero de 6-hb de seus fios básicos. No entanto, o dímero refinado apresenta apenas uma pureza de 63±6%.

Os cientistas observaram: “O gradiente criado pelo nosso misturador de gradiente LEGO é suficiente para purificar nanoestruturas dobradas de origami de DNA do excesso de fios básicos, independentemente de suas proporções. Além disso, o gradiente separou os dímeros de origami de DNA dos monômeros de origami de DNA. À luz dos recentes avanços na produção de origami de DNA em larga escala, nosso método fornece uma alternativa para purificar nanoestruturas de origami de DNA em grandes quantidades (gramas) em ambientes com recursos limitados.”

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