Hidrogéis mecânicos responsivos de DNA via rolling circle amplification e automontagem por Layer-by-Layer

• Processo: 16/22778-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 27 de fevereiro de 2017
• Data de Término da vigência: 26 de junho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Catalani
• Beneficiário: Giovanne Delechiave
• Supervisor: Andreas Walther
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Freiburg, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 15/10009-0 - Reservatórios proteicos a partir de multicamadas depositadas em filmes de PLLA e PCL, BP.IC
• Assunto(s): Engenharia tecidual Química de materiais Biomateriais Adesão celular Técnica de automontagem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomaterial | Engenharia de Tecidos | Estrutura mecânica responsiva de DNA | Hidrogéis de DNA | Layer-by-Layer | Rolling Circle Amplification (RCA) | Química de Materiais

Resumo

Nos últimos anos, os materiais mecânicos responsivos emergiram como uma importante classe de biomateriais, a qual mimetiza características biológicas, como por exemplo, resposta a adesão celular. Entre esses materiais, existem os hidrogéis biocompatíveis com forças fracas sensoriais, apresentando designes ajustáveis baseados em constituição polimérica, crescendo como uma grande área de interesse. Devido ao grande nível de controle sobre a estrutural supramolecular, este projeto escolheu o DNA para o design de um modelo de sistema mecânico sensorial em hidrogéis flexíveis. No caso de sucesso, este seria o primeiro dispositivo mecânico sensorial baseado em estruturas macroscópicas de DNA. As montagens dos hidrogéis serão através de hibridação do DNA pela técnica de Layer-by-Layer (LbL) (pelos métodos de spin-coating ou drop-casting), em que seu sequenciamento de bases nitrogenadas foi concebida com base em estruturas características de sistemas transdução mecânicos sensoriais, que ocorrem semelhantemente em vertebrados e invertebrados. Este sistema vai ser acoplado com uma sonda e um repressor de fluorescência para monitorizar a resposta sobre propriedade mecânica, devido ao mecanismo de transferência de energia entre estas duas moléculas sensitivas à luz (Förster resonance energy transfer ou simplesmente FRET).Os hidrogéis serão construídos sobre wafers de silício rígidos e sobre filmes compressíveis de PDMS. A característica mecânica sensorial será monitorada através de alongamento do filme PDMS em água, seguido por medições de fluorescência in situ. Primeiramente, com a eficácia de um sistema mais simples, será possível ir na posterior direção do desenvolvimento de estruturas mais complexas com base no mesmo princípio. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MERINDOL, REMI; DELECHIAVE, GIOVANNE; HEINEN, LAURA; CATALANI, LUIZ HENRIQUE; WALTHER, ANDREAS. Modular Design of Programmable Mechanofluorescent DNA Hydrogels. NATURE COMMUNICATIONS, v. 10, JAN 31 2019. (11/21442-6, 16/22778-1)