Muatan yang membawa nanotube DNA dimana dapat secara cepat melepaskan muatannya berdasarkan keinginan telah dibuat untuk pertama kalinya oleh para peneliti Kanada. Nanotube yang dapat merakit dengan sendirinya ini dapat membantu menuju pengembangan sistem biosensing atau ‘nanocapsules’ yang secara spesifik mentargetkan sel-sel terjangkit penyakit bagi pengiriman obat, kata tim ini.
Beberapa properti DNA, termasuk pilinan dan geometri, menjadikannya bahan konstruksi khusus yang bagus bagi nanotube yang dapat merakit dengan sendirinya. Sampai saat ini, bagaimanapun, tidak seorangpun yang dapat memikirkan bagaimana untuk menutup molekul ‘tamu’ didalam struktur DNA 3D dan kemudian melepaskan mereka kembali. Namun Hanadi Sleiman dan kelompok Gonzalo Cosa pada McGill University di Montreal sekarang baru saja mengerjakannya.
‘Hampir semua pendekatan mengenai konstruksi DNA – seperti ubin DNA atau origami DNA – yang dilaporkan sejauh ini bergantung pada penggunaaan DNA saja ntuk memandu perakitannya,’ kata Sleiman. ‘Sebaliknya, kita menggabungkan beberapa molekul sintetis, seperti beberapa molekul organis atau metal transisi, pada persimpangan struktur DNA kami.’
Dengan menambahkan regangan pelengkap DNA spesifik pada bagian nanotube menyebabkan ‘pods’ melepaskan muatan mereka
Nanotube Sleiman meliputi tiga sisi DNA ‘rungs’ dimana pada unit sudutnya merupakan molekul organis yang keras. Segitiga tersebut dihubungkan secara vertikal dengan menggunakan untaian DNA, dan selanjutnya menciptakan suatu struktur nanotube yang mempunyai ruang sama rata, membolak-balikkan kapsul tiga sisi 3D dari dua ukuran berbeda (kira-kira 7nm dan 14nm disepanjang salah satu ujungnya).
Ketika tim ini merakit nanotube berbenang ganda pada keberadaan ukuran nanopartikel emas yang berbeda, beberapa partikel terperangkap didalam masing-masingnya yang berukuran kapsul seperti kacang pada kulitnya. ‘Pada efek anotube yang berperan seperti ayakan, dan memilih ukuran yang sesuai untuk dikapsulkan,’ kata Sleiman.
Untuk melepas muatannya, tim ini menambahkan regangan spesifik DNA yang menjadi pelengkap pada regangan DNA dimana akan menutup beberapa partikelnya. Hal ini menyebabkan nanotubes menjadi regangan tunggal, lalu membuka beberapa kapsul dan memungkinkan nanopartikel emas untuk lepas.
Ahli kimia Amerika Serikat yang terkenal yaitu George Whitesides pada Harvard University di Cambridge, Massachusetts, menyatakan bahwa tube baru tersebut merupakan suatu demonstrasi yang menarik tentang bagaimana membuat beberapa tipe baru struktur molekular dari blok pembangun DNA. ‘Kemapuan memasukkan “muatan” merupakan tambahan plus, dan merefleksikan, sebagian, kemampuan dari DNA berbasis sistem tersebut untuk membuat molekul yang sangat besar,’ katanya. ‘Karena DNA diambil, pada keadaan tertentu, oleh beberapa sel, kombinasi beberapa tube dan muatannya kemungkinan menyediakan suatu cara mengirimkan beberapa molekul melewati beberapa sel.’
Sebenarnya, Sleiman menganjurkan pendekatan tim-nya guna memiliki beberapa aplikasi, termasuk pengiriman obat: ‘Jika ‘regangan yang menutup ‘ pada nanotube DNA kami didesain untuk mengikat pada kanker berprotein spesifik, mereka dapat memisahkan saat nanotube dekat dengan sel kanker, dan kemudian melepaskan beberapa tamu khusus pada lokasinya.’
Bagaimanapun, dia mengetahui bahwa beberapa tantangan, termasuk kestabilitasan dan keamanan struktur DNA, harus diatasi dengan suatu aplikasi yang akan menjadi kenyataan.
James Urquhart
Referensi
P K Lo et al, Nature Chemistry, 2010, DOI: 10.1038/NCHEM.575
