Нова техніка ДНК-оригамі обіцяє прогрес у медицині

Дослідження показує, що нова техніка створення структур ДНК на мікроскопічному рівні може сприяти доставці ліків і діагностиці захворювань. Команда вчених з університетів Портсмута та Лестера у Великій Британії розробила інноваційний спосіб налаштувати та зміцнити ДНК-оригамі.

ДНК-оригамі — це метод створення наноструктур із надзвичайною точністю, використовуючи нитки ДНК як будівельні блоки. Однак ці структури є делікатними і можуть легко розпадатися в біологічних умовах, таких як зміна температури або вплив певних ферментів, які містяться в живих організмах.

У статті, опублікованій в Журналі Американського хімічного товариства, дослідники представили унікальний спосіб зробити структури оригамі міцнішими та універсальнішими в реакції в одній ємності за допомогою процесу, відомого як триплексне фотозшивання. Стратегічно модифікувавши ланцюги ДНК під час процесу проектування, вони змогли ввести додаткові нуклеотидні послідовності, які є основними будівельними блоками ДНК, які служать точками приєднання для функціональних молекул.

Приєднання молекул було досягнуто за допомогою олігонуклеотидів, що утворюють триплекс, що несуть зшиваючий агент. Потім вони використали хімічний процес із залученням ультрафіолетового світла, щоб назавжди зв’язати ці молекули з формами ДНК. Особливою перевагою цього підходу є створення «суперскріпок», які сплітають структуру разом. У документі йдеться, що перехресне зшивання з областями за межами ядра оригамі різко знижує чутливість структури до нагрівання та розбирання ферментами.

Старший автор, доктор Девід Раслінг зі Школи фармацевтики та біомедичних наук Університету Портсмута, сказав: «Потенційне застосування цієї методики далекосяжне. Здатність пристосовувати структури ДНК-оригамі до певних функціональних можливостей має величезні перспективи для вдосконалення медичних процедур. та діагностика.

«Ми уявляємо майбутнє, де структури оригамі ДНК можна буде використовувати для доставки ліків або ДНК безпосередньо до хворих клітин або для створення високочутливих діагностичних інструментів».

Поточне застосування ДНК-оригамі в біомедицині включає вакцини, біологічні наносенсори, доставку ліків, структурну біологію та засоби доставки генетичних матеріалів.

Співавтор д-р Андрій Ревякін, колишній співробітник Університету Лестера, сказав: «Моя лабораторія роками намагалася створити оригамі-структури ДНК, які залишалися б функціональними в реальних біологічних додатках. Триплексний метод доктора Руслінга, який «оновлює «Класична подвійна спіраль ДНК з додатковим третім ланцюгом стабілізує форми ДНК і робить це з високою точністю, не впливаючи на функціональні модулі молекули».

У документі стверджується, що нова стратегія є масштабованою та економічно ефективною, оскільки вона працює з існуючими структурами оригамі, не вимагає перепроєктування каркаса та може бути досягнута лише з одним ланцюгом ДНК. Доктор Руслінг додав: «Що справді захоплююче в цій техніці, так це те, що вона не змінила базову послідовність ДНК оригамі, пропонуючи можливість використовувати ці структури як носії для синтетичних генів».