거대분자들은 세포 내에서 스스로 접힘(fold)과 풀림(unfold)이 일어난다. 생체 분자의 다양한 3차원 구조는 기능을 결정하는데 도움이 된다. 따라서 분자가 접힘이 어떻게 일어나는지 알게 되면,질병과 암과 알레르기에 영향을 줄 수 있는 복잡한 물리학적인 공정도 이해할 수 있다.

G-quadruplexes는 DNA 염기인 구아닌(Guanine)으로 이루어져 있으며, 미래의 3층 사무실 건물처럼 생긴 특별한 모양을 하고 있다. 예전에는 G-quadruplexes는 아무런 생물학적 기능이 없다고 여겼지만, 지금은 질병을 포함한 유전자 발현을 조절한다고 여겨지고 있다. G-quadruplexes가 매우 좁은 공간으로 어떻게 접힘이 일어나는지에 대한 물리학적 공정을 이해하게 되면 이를 타깃으로 하는 약물 치료제 개발에 도움이 될 수 있다.

한정된 공간에서 접힘 공정을 알기 위해 실험은 매우 어렵다. 왜냐하면 타깃 분자 뿐 아니라 주변의 인프라구조가 방해를 받기 때문이다.

일본 교토 대학의 Hiroshi Sugiyama 와 Massyuki Endo 연구팀은 미국 켄트(Kent) 주립대학과 협동 연구를 통해 나노케이지(DNA로 만들어짐) 안에 G-quadruplex를 성공적으로 다룰 수 있는 구조체와 실험 시스템을 제작했다고 보고했다. 연구팀은 다른 크기의 공간이 이들 분자들의 풀림과 접힘 운동력과 열동력 안정성에 어떤 영향을 미치는지 측정했다.

제한된 나노 공간에서 G-quadruplex 구조는 나노케이지가 없을 때보다 100배 더 빠르게 접힘이 일어났으며, 또한 기계적 그리고 열동력학적인 안정성도 증가했다. 관련 연구는 Nature Nanotechnology에 게제되었다.

이번 연구 결과는 다른 연구자들의 이론 결과를 지지하는 것이지만, 분자와 케이지 사이에 아무런 상호작용이 없음을 보여준 최초의 사례이다. 연구진은 다음 연구로 단백질과 같은 다른 생체 분자의 접힘 현상을 정교하게 디자인된 나노케이지를 이용해서 조사할 계획이다.