Selvhelbredende DNA-nanostrukturer

DNA samlet i nanostrukturer såsom rør og origami-inspirerede former kunne en dag finde anvendelser lige fra DNA-computere til nanomedicin. Imidlertid, disse spændende strukturer varer ikke længe i biologiske miljøer på grund af enzymer kaldet nukleaser, der nedbryder DNA. Nu, forskere har designet DNA-nanostrukturer, der kan helbrede sig selv i serum. De rapporterer deres resultater i ACS' journal Nano bogstaver .

En skønne dag, læger kunne introducere DNA-nanostrukturer til den menneskelige krop for at diagnosticere sygdomme eller levere medicin, blandt andre applikationer. Men først, de skal finde en måde at beskytte eller reparere molekylerne på, når nukleaser angriber. Forskere har udviklet flere tilgange til at stabilisere strukturerne i serum, såsom kemisk modificering eller coating af DNA'et. Imidlertid, at lave dette stabiliserede DNA kan være dyrt og tidskrævende, og modifikationerne kan påvirke nanostrukturernes biokompatibilitet eller funktion. Så, Yi Li og Rebecca Schulman ønskede at udvikle en selvreparationsproces, der væsentligt kunne forlænge levetiden af ​​DNA-nanostrukturer.

Forskerne designede DNA-nanorør, der selv samles af mindre DNA-"fliser". I serum ved kropstemperatur, nanostrukturerne blev nedbrudt inden for kun 24 timer. Imidlertid, da forskerne tilføjede ekstra fliser til serum indeholdende nanorørene, byggestenene reparerede beskadigede strukturer, forlænge deres levetid til mere end 96 timer. Ved at mærke de originale nanorør og de ekstra fliser med forskelligt farvede fluorescerende farvestoffer, holdet fastslog, at de yderligere små DNA-stykker reparerede de nedbrydende strukturer både ved at erstatte beskadigede fliser og ved at forbinde til nanorørets ender. Forskerne udviklede en computermodel af processen, der viste, at DNA-nanostrukturer kunne opretholdes i måneder eller længere ved hjælp af den selvhelbredende metode.