Согласно недавнему исследованию, опубликованному в Advanced Materials Technologies электрически контролируемые нанорычаги ДНК могут быть эффективным инструментом в изучении вируса гриппа. Немецкие ученые использовали нанорычаги ДНК для нацеливания взаимодействия между пептидом, известным как ПеВ, и вирусом гриппа А.

<img alt=" Исследование: Измерение взаимодействия вируса гриппа A и пептидов с использованием электрически управляемых ДНК-нанолюверов. Изображение предоставлено: ffikretow / Shutterstock "src =" https://www.news-medical.net/image-handler/picture/2021/11/shutterstock_1612792156.jpg "style =" width: 1200px; height: 800px; "title =" Исследование: Измерение взаимодействия вируса гриппа A и пептидов с помощью электрически контролируемых ДНК-нанолюверов. Изображение предоставлено: ffikretow / Shutterstock "width =" 1200 "height =" 800 "/> Исследование: Измерение взаимодействия вируса гриппа A и пептидов с помощью электрически контролируемых ДНК-нанолюверов. Изображение предоставлено: ffikretow / Shutterstock

Справочная информация

ПеВ играет важную роль в связывании гемагглютинина (вирусного гликопротеина, ответственного за раннюю вирусную инфекцию) с рецепторами клеточной поверхности, где другой гликопротеин (нейраминидаза) разрушает рецепторы. В результате ДНК вируса гриппа может успешно проникать в клетку.

ДНК-нанорычаги используют метод «switchSENSE» для определения различий в силе связывания для вирус-пептидных взаимодействий, в том числе у нескольких подтипов вируса гриппа А.

Исследователи предполагают, что применение нанорычагов ДНК может выйти за рамки исследований по гриппу. Подробные измерения могут быть полезны для оптимизации пептидов и сравнения сил связывания для других взаимодействий, таких как с антителами, аптамерами, белками или другими пептидами. Кроме того, за счет иммобилизации вируса на датчике метод switchSENSE также можно использовать для изучения других вирусных характеристик.

Исследование

Техника связывания с ДНК-нано рычагами

ДНК-нанорычаги были иммобилизованы путем помещения их на золотые электроды в микрофлюидную среду для изучения вирусно-пептидных взаимодействий. Одну цепь ДНК помещали на 5 ’конце электрода, где она несла флуорофор на 3’ конце для оптического обнаружения. Другая цепь будет использоваться для взаимодействия с молекулой рецептора.

При приложении напряжения к электроду ДНК входит в «динамический режим», при котором наблюдаются колебания в ДНК. Напротив, постоянное напряжение заставляет ДНК становиться вертикальной, что также называется «статическим режимом». Флуорофор, используемый для обнаружения пептидно-вирусного связывания, передает различные сигналы в зависимости от режима ДНК.

ДНК, находящаяся в динамическом режиме, предполагает задержку между оптическим обнаружением и электрическим сигналом. Другими словами, движение нанорычага ДНК замедляется из-за более высокого гидродинамического трения после события связывания. ДНК в статическом режиме вызовет изменения в световой эмиссии, предполагая, что произошло событие связывания. Связывание вируса затем наблюдают с помощью флуоресцентного определения близости.

Сигналы передают сообщения о взаимодействиях вируса и пептида

В этом эксперименте технология switchSENSE в статическом режиме обнаружила зависимый от концентрации сигнал ассоциации, который предполагает, что материал вируса гриппа A X31 является мишенью и специфически связывается с пептидом PeB. Отсутствие изменений в передаче сигналов флуоресценции подразумевает поливалентное связывание и повторное связывание.

Дальнейшие измерения включали иммобилизацию вирусного материала на поверхности сенсора для обнаружения диапазона сигналов диссоциации. Константы скорости во время взаимодействия указывали на то, что иммобилизованные вирусы использовались в качестве лигандов, помогающих связывать ПеВ с гемагглютинином.

ДНК-нанорычаги обнаруживают, что пептид ПеВ связывается с разными подтипами вируса гриппа А, но с разной силой связывания

Вирус гриппа состоит из множества различных штаммов. Чтобы определить, как связывание пептида PeB взаимодействует с другими штаммами, исследователи протестировали два других подтипа гриппа A – калифорнийский H1N1 и панамский H3N2. Предыдущие исследования показали, что пептид PeB может связываться с другими подтипами гриппа за пределами X31.

Панамский подтип H3N2 продемонстрировал повышенную силу связывания, о чем свидетельствует усиление передачи сигналов флуоресценции. Напротив, калифорнийский подтип H1N1 продемонстрировал меньшее связывающее взаимодействие по сравнению с панамским подтипом H3N2.

Исследователи предполагают, что различия в силе связывания, наблюдаемые в исследовании, могут быть связаны с различиями в структуре белка и H1N1, имеющим менее развитое локальное распределение положительного заряда в мембранном белке HA, чем H3N2.