科學家們已經(jīng)研究出如何最好地讓DNA與我們體內(nèi)的膜進行通信，為在液滴中創(chuàng)建“微型生物計算機”鋪平了道路，這些液滴在生物傳感和mRNA疫苗中具有潛在用途。

新南威爾士大學的MatthewBaker博士和悉尼大學的ShelleyWickham博士共同領(lǐng)導了這項研究，最近發(fā)表在NucleicAcidsResearch上。

它發(fā)現(xiàn)了設(shè)計和構(gòu)建DNA“納米結(jié)構(gòu)”的最佳方法，以有效操縱合成脂質(zhì)體——傳統(tǒng)上用于輸送治療癌癥和其他疾病藥物的小氣泡。

但是通過改變脂質(zhì)體的形狀、孔隙率和反應性，有更廣泛的應用，例如構(gòu)建小分子系統(tǒng)來感知環(huán)境并響應信號以釋放貨物，例如當藥物分子接近目標時。

來自新南威爾士大學生物技術(shù)與生物分子科學學院的主要作者馬特貝克博士說，這項研究發(fā)現(xiàn)了如何用DNA構(gòu)建“小塊”，并找出了如何最好地用膽固醇標記這些塊，以使它們粘附在脂質(zhì)上，這是主要成分植物和動物細胞。

“我們研究的一個主要應用是生物傳感：你可以在一個人或病人身上粘上一些液滴，當它穿過身體時，它會記錄當?shù)氐沫h(huán)境，處理它并提供結(jié)果，這樣你就可以‘讀出’當?shù)丨h(huán)境，””貝克博士說。

隨著脂質(zhì)體與RNA疫苗(如輝瑞和Moderna疫苗)一起使用，脂質(zhì)體納米技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角。

“這項工作展示了將脂質(zhì)體固定到位，然后在合適的時間將它們打開的新方法，”貝克博士說。

“更好的是因為它們是由我們設(shè)計的各個部件自下而上構(gòu)建的，我們可以輕松地用螺栓擰入和擰出不同的部件來改變它們的工作方式。

此前，科學家們一直在努力為脂質(zhì)和脂質(zhì)體尋找合適的緩沖條件，以確保他們的DNA“計算機”確實附著在脂質(zhì)體上。

他們還努力尋找用膽固醇裝飾DNA的最佳方法，這樣它不僅會進入膜，而且會在需要時停留在那里。

“是邊緣更好嗎?中心?一堆堆?很少?盡可能靠近結(jié)構(gòu)，還是盡可能遠?”貝克博士說。

“我們研究了所有這些東西，并表明我們可以為DNA結(jié)構(gòu)創(chuàng)造良好的條件，使其可靠地與脂質(zhì)體結(jié)合并‘做點什么’。”

Baker博士說，膜在生命中至關(guān)重要，因為它們可以形成隔室，因此可以分離不同類型的組織和細胞。

“這一切都依賴于膜通常非常不透水，”他說。

“在這里，我們建立了全新的DNA納米技術(shù)，我們可以根據(jù)需要在膜上打孔，以便能夠通過膜傳遞重要信號。

“這最終是細胞如何相互交流的基礎(chǔ)，以及如何在一個細胞中制造有用的東西然后輸出到其他地方使用。”

或者，在病原體中，膜可以被破壞以破壞細胞，或者病毒可以潛入細胞進行自我復制。

科學家們接下來將研究如何控制可以用光觸發(fā)的基于DNA的孔，以從全新的部分開發(fā)合成視網(wǎng)膜。

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