Biologické makromolekuly se v buňkách samy skládají anebo rozkládají. Trojrozměrná struktura přitom mnohdy významně určuje jejich funkci. Pokud bychom detailně pochopili a pak i využili mechanismy skládaní molekul, tak by to mohlo mít vliv na řadu odvětví biologie, nanotechnologií i medicíny. Výzkumný tým, který vedli Hiroshi Sugiyama a Masayuki Endo z institutu Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) japonské Kjótské univerzity, nedávno vyvinul a vyzkoušel experimentální systém, v němž vědci sestavili nanoklícky z řetězců DNA, ve kterých pak studovali struktury takzvaných G kvartetů (anglicky G-quadruplex). G kvartet je vlastně neobvyklá struktura specifického tvaru, odvozená od nukleové kyseliny, kterou tvoří čtyři molekuly guaninu (G), navzájem po- otočené o 90° a pospojované vazbami vodíkových můstků. Občas se vyskytují v organismech, například v oblastech řetězců RNA bohatých na guanin (G) a cytosin (C), ale také v DNA, především v oblastech promotorů některých genů, v koncových oblastech chromozomů – takzvaných telomerách a rovněž v genech pro těžké řetězce imunoglobulinů. Badatelé umístili G kvartety do různých nanoklícek vytvořených z DNA a sledovali, co se bude dít. Především zkoumali, jak nanoklícky různé velikosti ovlivní termodynamickou stabilitu G kvartetů a proces jejich skládání i rozkládání. Chování G kvartetů ovládali laserovými paprsky, které fungovaly jako optická pinzeta pro molekuly. Zároveň zajistili, že na G kvartety měl vliv pouze tvar nanoklícek, nikoliv nějaké chemické vazby. Jak G kvartety tak i nanoklícky z DNA jsou totiž záporně elektricky nabité, takže se navzájem odpuzují jako stejné póly magnetu. Experimenty ukázaly, že se biomolekuly, představované G kvartety, v malých a středně velkých nanoklíckách skládají a rozkládají 100krát rychleji nežli G kvartety mimo nanoklícky. Velikost prostoru má tedy na tyto procesy zásadní vliv. Tato zjištění teď budou moci využít výzkumníci i nanoinženýři v mnoha aplikacích.
