Sbírky

Tým výzkumníků vyvinul samoléčivé DNA nanostruktury

Tým výzkumníků vyvinul samoléčivé DNA nanostruktury

Tým vědců dokázal vyvinout DNA nanostruktury, které mají neuvěřitelnou schopnost opravovat se v séru. DNA nanostruktury jsou zajímavé věci a mohly by být někdy použity k výrobě věcí, jako jsou počítače DNA, nebo k použití v nanomedicíně budoucnosti.

Zpráva je k dispozici v časopise ACS Nano dopisy.

SOUVISEJÍCÍ: CO JE VÝPOČET DNA, JAK TO FUNGUJE, A PROČ JE TO VELKÝ ROZHODNUTÍ

Co jsou DNA nanostruktury?

Nanostruktury DNA jsou drobné struktury, jako jsou zkumavky nebo tvary inspirované origami, vyrobené zcela z DNA. Tyto neuvěřitelné struktury mohou mít důležité aplikace od počítačů založených na DNA až po nanomedicínu.

To by mohlo být zvláště revoluční pro výpočet, protože tradiční tranzistory mohou unikat elektrickým proudem, čím menší jsou. Systémy založené na DNA by mohly v budoucnu poskytnout metodu překonání omezení stále menších tranzistorů.

V medicíně mohou být nanostruktury také revoluční. Lékaři budoucnosti by mohli do pacienta zavést nanostruktury DNA, aby pomohli diagnostikovat nemoci nebo dodávat léky, kromě mnoha dalších.

Ale mají jednu velkou Achillovu patu. Nanostruktury DNA mají tendenci mít v přírodě velmi krátkou životnost, zejména v biologickém prostředí.

Je to proto, že jako DNA jsou velmi citlivé na degradaci z enzymů nazývaných nukleázy. Zdá se však, že jeden výzkumný tým našel potenciální způsob, jak je přimět k samoopravování v séru.

Co objevili vědci?

Jak jsme viděli, nanostruktury DNA mají mnoho potenciálů, ale jejich náchylnost k nukleázám je vážným problémem, který je třeba překonat. Pro to, aby v budoucnu měli skutečný užitek, má zásadní význam způsob jejich ochrany nebo umožnění opravy jakýchkoli škod.

A některé práce již byly provedeny. Metody zmírňování byly vyvinuty pomocí několika přístupů ke stabilizaci struktur v séru chemickou úpravou nebo potažením DNA.

Ale tyto existující metody stabilizace DNA nanostruktur jsou jak časově náročné, tak co je důležitější, nákladnější. Navíc jakékoli úpravy tohoto druhu také riskují ovlivnění biokompatibility nanostruktur a zamýšlené funkce.

To vedlo vědce včetně Yi Li a Rebeccy Schulmanové k tomu, aby chtěli vyvinout proces vlastní opravy, který by mohl podstatně prodloužit životnost DNA nanostruktur.

Vědci dokázali navrhnout nanotrubice DNA, které by se mohly překvapivě samy sestavit z menších takzvaných „dlaždic“ DNA. Tyto struktury se však v séru při tělesné teplotě uvnitř snížily 24 hodin.

Důležité však je, že když vědci přidali do séra další „dlaždice“ DNA, stavební bloky se objevily, aby opravily poškozené struktury. To umožnilo nanostrukturám prodloužit životnost až o 96 hodin.

Vědci označili původní nanotrubice a DNA „dlaždice“ různě zbarvenými fluorescenčními barvivy. S touto technikou zjistili, že zvláštní „dlaždice“ DNA skutečně opravily degradované struktury nahrazením poškozených částí struktur a spojením na koncích nanotrubiček.

Vědci vyvinuli počítačový model procesu, který naznačoval, že nanostruktury DNA lze pomocí samoléčebné metody udržovat měsíce nebo déle.

Celý abstrakt příspěvku si můžete přečíst na webových stránkách ACS Publications zde. Příspěvek byl částečně financován Agenturou pro obranné pokročilé výzkumné projekty.


Podívejte se na video: DNA repair nanorobot (Leden 2022).