Ansættelse af antistoffer som nanoteknologibyggere

Hvad hvis vi kunne bruge antistoffer som funktionelle værktøjer til nanoteknologiske applikationer? En gruppe forskere ved universitetet i Rom Tor Vergata tog udgangspunkt i dette enkle spørgsmål, og resultaterne af deres forskning er nu offentliggjort i Naturkommunikation .

Nanoteknologi muliggør design og fremstilling af molekylære strukturer i nanoskaladimensioner med stort potentiale for mange felter, herunder biomedicin. En bekvem måde at lave sådanne nanostrukturer på er at anvende syntetisk DNA som byggemateriale. Disse dage, det er muligt at designe og syntetisere DNA-strenge, der, via enkle og forudsigelige interaktioner, binder til hinanden som legoklodser og danner smukke 2-D og 3-D geometrier på en kontrollerbar og præcis måde. Til dato, mange nanoskalaformer er blevet skabt ved hjælp af DNA-klodser, lige fra nanobokse til mere komplekse geometrier såsom en nanoskala "Mona Lisa." For praktisk anvendelse af disse nanostrukturer, imidlertid, deres samling og adskillelse bør styres af molekylære signaler af klinisk relevans.

Nu, en forskergruppe ved universitetet i Rom Tor Vergata har vist, at det er muligt at rekruttere antistoffer som molekylære buildere til at bygge eller demontere DNA-nanostrukturer.

Antistoffers funktion er at genkende og binde sig til fremmede molekyler eller proteiner. Af denne grund, antistoffer er ideelle biomarkører, fordi de produceres specifikt til at målrette fremmede molekyler i blodet. Hvert antistof har sit eget mål og udfører derfor sit arbejde på en meget specifik og præcis måde.

"Dette projekt startede for et par år siden, da vi indså, at denne fantastiske funktionalitet af antistoffer til at genkende og binde til et specifikt molekyle kunne genbruges til nanoteknologiske applikationer, " siger Francesco Ricci, professor ved universitetet i Rom Tor Vergata og seniorforfatter til manuskriptet. "Vi havde ideen om at bruge antistoffer som molekylære arbejdere til at bygge nanoskala strukturer."

Simona Ranallo, en post-doc forsker i gruppen af ​​prof. Ricci og første forfatter til manuskriptet, siger, "At gøre dette, vi brugte DNA-klodser, der binder til hinanden og danner nanostrukturer af rørformet form. Derefter re-designede vi sådanne klodser med genkendelsesmærker (antigener), så deres samling initieres af et specifikt antistof. Nanorørstrukturen kan således kun bygges op, når antistoffet er til stede i prøven."

Ricci siger, "Antistoffer er højt specialiserede arbejdere. Der er tusindvis af forskellige antistoffer, hver genkender sit eget antigen. Vi udnyttede denne fantastiske funktion og designede forskellige klodser, der kan samles med forskellige specifikke antistoffer. Så gik vi et skridt videre. Vi konstruerede vores DNA-klodser, så de ikke kun samles til den ønskede nanostruktur i nærvær af et specifikt antistof, men de kan også demonteres fuldstændigt af en anden antistofarbejder."

Denne strategi demonstrerer muligheden for at designe intelligente nanostrukturer, der kan bygges og ødelægges i nærvær af en specifik biomarkør. Dette har potentielle anvendelser inden for det biomedicinske område, i diagnostik eller terapi.