【編程DNA機器人可刺激細胞膜】科學家找到了一種方法讓DNA與人體內的細胞膜進行交流,為在脂質體中製造“微型生物計算機”鋪平了道路,這種計算機在生物傳感和mRNA疫苗中有潛在的用途。澳大利亞新南威爾士大學的Matthew Baker和悉尼大學的Shelley Wickham共同領導了這項近日發表於《核酸研究》的進展http://t.cn/A6MWBkdZ

研究者發現了設計和構建DNA“納米結構”的最佳方法,從而有效地操縱合成脂質體——傳統上用於運送癌症和其他疾病藥物的微小氣泡。通過改變脂質體的形狀、孔隙度和反應性可以發揮更大的應用,比如建立小分子系統感知環境並對信號做出反應,在藥物分子接近目標時釋放。

Baker說,該研究發現了如何用DNA構建“小塊”,並研究出如何最好地用膽固醇標記這些塊,使它們與脂質(植物和動物細胞的主要成分)黏在一起。“我們研究的一個主要應用是生物傳感:你可以在健康人或患者體內黏上一些脂質體,當它在體內移動時,會記錄體內的環境,對其進行處理,並傳遞一個結果,這樣你就可以‘讀出’當地環境。”

脂質體納米技術隨著脂質體與RNA疫苗的使用而聲名鵲起。“這項工作展示了一種新的方法,可以將脂質體固定在合適的位置,然後在合適的時間將它們打開。”Baker說,“更好的是,它們是由我們設計的單個部件自下而上建造的,我們可以輕松地插入和取出不同的組件,改變它們的工作方式。

科學家一直在努力尋找合適的脂質和脂質體緩衝條件,以確保DNA“計算機”真的黏在脂質體上。他們還在努力尋找用膽固醇修飾DNA的最佳方法,以便DNA不僅能進入細胞膜,而且在需要的時候能停留在那里。

“它在邊緣,還是在中心更好?大量簇擁還是少量更好?是盡可能接近結構,還是盡可能遠一些?”Baker說,“我們研究了所有這些內容,表明這種方法可以為DNA結構可靠地結合到脂質體上創造良好的條件,通過它們‘做一些事情’。”

細胞膜在生命中是至關重要的,它們可以形成分隔層,從而分離出不同類型的組織和細胞。“這一切都依賴於不透水的薄膜。我們建立了全新的DNA納米技術,可以根據需要在膜上穿孔,從而在膜上傳遞重要的信號。”他表示,“它會成為生命中細胞如何相互溝通的基礎,以及如何在一個細胞中製造有用的東西,然後輸出到其他地方使用。”

另一方面,在病原體中,細胞膜會被破壞,從而破壞細胞,或者病毒會潛入細胞進行自我複製。他們下一步將研究如何控制可由光線觸發的基於DNA的毛孔,從而用完全新穎的部分開發合成視網膜。http://t.cn/A6MWBkdz

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