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新的DNA折纸技术有望在医学上取得进展

本站发布时间:2024-05-15 18:48:47

一项研究表明,一种在微观水平上构建DNA结构的新技术有可能促进药物递送和疾病诊断

来自英国朴茨茅斯大学和莱斯特大学的一个科学家团队开发了一种创新的方法来定制和加强DNA折纸

<p>DNA折纸是一种使用DNA链作为构建块以惊人的精度创建纳米结构的方法。然而,这些结构很脆弱,在生物条件下很容易分解,比如温度变化或暴露于生物体中的某些酶

在《美国化学学会杂志》上发表的一篇论文中,研究人员提出了一种独特的方法,通过一种称为三重定向光交联的过程,在一锅反应中使折纸结构更坚固、更通用

通过在设计过程中战略性地修改DNA链,他们能够引入额外的核苷酸序列—它们是DNA的基本构建块—作为功能分子的连接点

通过使用携带交联剂的形成三链的寡核苷酸来实现分子的附着。然后,他们利用紫外线的化学过程将这些分子与DNA形状永久连接起来

这种方法的一个特别好处是产生了将结构编织在一起的“超级订书钉”。该论文称,与折纸核心以外区域的交联显著降低了结构对热量和酶分解的敏感性

资深作者、朴茨茅斯大学药学和生物医学科学学院的David Rusling博士表示,“这项技术的潜在应用意义深远。定制具有特定功能的DNA折纸结构的能力对推进医疗和诊断具有巨大前景。

”我们设想了一个未来,DNA折纸组织可以用于将药物或DNA直接输送到患病细胞,或创建高度敏感的诊断工具。“

DNA折纸在生物医学中的当前应用包括疫苗、生物纳米传感器、药物递送、结构生物学和遗传材料递送载体。

合著者、前莱斯特大学的Andrey Revyakin博士说:“我的实验室多年来一直在努力制造在现实生物应用中保持功能的DNA折纸结构。Rusling博士的基于三重链的方法用额外的第三链“升级”了经典的DNA双螺旋,稳定了DNA的形状,并且非常精确,不会影响分子的功能模块。“

该论文称,新策略具有可扩展性和成本效益,因为它适用于现有的折纸结构,不需要重新设计支架,只需一条DNA链即可实现。

Rusling博士补充道,”这项技术真正令人兴奋的是,它没有改变基本的折纸DNA序列,能够将这些结构用作合成基因的载体。

More information: Shantam Kalra et al, Functionalizing DNA Origami by Triplex-Directed Site-Specific Photo-Cross-Linking, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI: 10.1021/jacs.4c03413

Journal information: Journal of the American Chemical Society

Provided by University of Portsmouth

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