Tutkijat opettivat heliksit vaihtamaan muotoa

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat löytäneet yksinkertaisen tavan ohjelmoida synteettisiä molekyylejä niin, että ne voivat muodostaa tiettyjä spiraalimaisia rakenteita upottamalla ohjeet suoraan niiden sekvenssiin. Tämä läpimurto voi johtaa uusiin älykkäisiin materiaaleihin ja molekyylilaitteisiin, jotka sopeutuvat ympäristöönsä.

Kolmoisheliksi. Jyväskylän yliopiston tutkijat kehittivät tavan ohjelmoida synteettisiä molekyylejä muodostamaan ja vaihtamaan kierteisiä rakenteita.

Julkaistu

11.12.2025

Luonnossa DNA:n kaltaiset molekyylit voivat kiertyä eri muotoihin: yksinkertaisiksi, kaksinkertaisiksi, kolminkertaisiksi tai jopa nelinkertaisiksi kierteiksi. Jotkut DNA-sekvenssit voivat muuttaa muotoaan, kun olosuhteet, kuten lämpötila tai pitoisuus, muuttuvat, mikä vaikuttaa niiden toimintaan elävissä soluissa.

Apulaisprofessori Fabien Cougnonin johtama tiimi halusi jäljitellä tätä joustavuutta keinotekoisissa järjestelmissä. He kehittivät yleisen menetelmän, jolla voidaan hallita, minkä tyyppinen kierre muodostuu säätämällä lyhyiden molekyyliketjujen varautuneiden ja neutraalien yksiköiden järjestystä. Ensin he suunnittelivat ketjun, joka muodostaa vain kaksoiskierteen. Sitten he loivat monimutkaisemman järjestelmän, joka voi vaihtaa kaksois- ja kolmoiskierteen välillä, kun olosuhteet muuttuvat tai kun muita molekyylejä lisätään.

Nature Communications -lehdessä julkaistu tutkimus tarjoaa mallin biologisten molekyylien tavoin toimivien ohjelmoitavien molekyylijärjestelmien rakentamiseen. Tällaiset järjestelmät voisivat mahdollistaa uudenlaisten adaptiivisten materiaalien ja laitteiden kehittämisen. Mielenkiintoista on, että näissä kierteissä on myös sisäisiä onteloita, joihin perfluoratut sulfonaatit voivat tarttua. Nämä yhdisteet kuuluvat pysyviin polyfluorattuihin alkyyliyhdisteisiin (PFA), mikä viittaa niiden mahdollisiin sovelluksiin vedenpuhdistuksessa ja ympäristön puhdistuksessa.

Delcourt, D., Arumugaperumal, R., Verma, P. et al. Programmable Assembly of Multistranded Helices in Water. Nat Commun 16, 10955 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67227-0

Fabien Cougnon

Apulaisprofessori (Associate Professor)

Aiheeseen liittyvä sisältö

Jyväskylän yliopiston johtama hanke sai 1,4 miljoonan euron rahoituksen - Grafeenipohjainen rajapintalaite mahdollistaa hermojen ja koneiden välisen kommunikaation

Jyväskylän ja Tampereen yliopiston tutkijat ovat juuri saaneet Jane ja Aatos Erkon säätiöltä 1,4 miljoonan euron rahoituksen hankkeelle, jossa kehitetään grafeeniin perustuvaa laitetta hermojen ja koneiden väliseen kaksisuuntaiseen kommunikaatioon.

Tiedekunta vietti 60-vuotisjuhlaansa vuonna 2025.

Tiedettä, rohkeutta ja yhdessä tekemistä

Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunnan juhlavuosi huipentui torstaina 6.11.2025 järjestettävään vuosijuhlaan, jonka ohjelmassa oli puheita, musiikkia ja alumnikohtaamisia.

Nanotiedekeskus vakuutti kansainvälisen arviointipaneelin – strategia ja infrastruktuuri huipputasolla

Lokakuussa 2025 Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskus sai arvovaltaisia vieraita, kun kansainvälinen arviointipaneeli tarkasteli sen tutkimus- ja opetustoimintaa.

Muita uutisia

Nobel-illassa olivat mukana Mari Heikkilä (vas.), Tiina JOkela, ;Manu Lahtinen, Tero Heikkilä, Petteri Laihonen ja Mika NIeminen.

Vuoden 2025 tiedehelmet esitellään Nobel-illassa 9.12. – tallenne nyt katsottavissa

Jyväskylän yliopiston asiantuntijat esittelevät fysiikan, kemian, lääketieteen, kirjallisuuden ja taloustieteen vuoden 2025 palkitut tiedeaiheet.

Nanoteknologian tutkijat etsivät kvanttisimulaatioilla ratkaisuja kvanttitietokoneen rakentajille

Jyväskylän yliopistossa aloitti uusi profilointialue, joka keskittyy nanoteknologian kvanttisimulaatioihin ja -mittauksiin. Sen tärkeänä tavoitteena on kvanttisimulaatioiden käytön edistäminen tieteellisessä tutkimuksessa.

Tutkijat tunnistivat reseptin atomien paksuisen metallin vakauttamiseen - askel kohti nanoelektronisia ja energiateknisiä ratkaisuja

Nanotiedekeskuksen tutkijoiden tavoitteena oli käyttää laajamittaista laskennallista menetelmää metalleenien rajapintojen systemaattiseen ja mikroskooppiseen analysointiin, jotta tunnistettaisiin keskeiset tekijät niiden vakauden parantamiseksi.