Исследователи разрабатывают наноструктуры ДНК, которые могут лечить себя в сыворотке

В будущем ДНК, собранная в наноструктуры – например, трубки и формы, вдохновленные оригами – может использоваться в приложениях, начиная от компьютеров ДНК до наномедицины.

Ремонтные молекулы (зеленый краситель) могут самоизлечивать нанотрубку ДНК (синий краситель); красный краситель – это «семя», используемое для создания нанотрубки. Масштабная линейка, 2 мкм. (Изображение предоставлено: Nano Letters, 2019, DOI: 10.1021 / acs.nanolett.9b00888)

Однако эти интересные структуры не сохраняются в течение длительного времени в биологических средах из-за ферментов, известных как нуклеазы, которые разлагают ДНК. В настоящее время ученые разработали наноструктуры ДНК, которые могут восстанавливаться в сыворотке. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Nano Letters .

В будущем врачи могли вводить наноструктуры ДНК в организм человека для диагностики заболеваний или отпуска лекарств, среди других применений. Однако, во-первых, они должны искать решение для защиты или восстановления молекул при атаке нуклеаз. Ученые разработали много методов для стабилизации структур в сыворотке, например, химического модифицирования или нанесения покрытия на ДНК. Однако создание этой стабилизированной ДНК может занять много времени и дорого, и изменения могут повлиять на биосовместимость или функцию наноструктур. Следовательно, Йи Ли и Ребекка Шульман намеревались создать процесс самовосстановления, который мог бы значительно продлить срок службы наноструктур ДНК.

Ученые разработали нанотрубки ДНК, которые собирают себя из меньших «плиток» ДНК. В сыворотке наноструктуры распадаются всего за 24 часа при температуре тела. Однако, когда ученые добавили дополнительные плитки к сыворотке, состоящей из нанотрубок, строительные блоки зажили поврежденные структуры, продлив срок их службы до 96 часов.

Обозначив оригинальные нанотрубки и дополнительные плитки флуоресцентными красителями разного цвета, группа установила, что очень маленькие кусочки ДНК восстанавливали разрушающиеся структуры, заменяя поврежденные плитки, а также прикрепляясь к концам нанотрубки. Ученые создали компьютерную модель процесса, которая показала, что наноструктуры ДНК могут поддерживаться месяцами и более с помощью техники самовосстановления.

Авторы признают финансирование Агентства перспективных исследований в области обороны.

Source link