活细胞中基于DNA的纳米组件的动态化学
Nachuan Song1,2, Hongjin Li2, Chi Yao2
1Department of Chemistry, State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials, College of Chemistry and Materials, Fudan University, Shanghai, 200438, P.R. China.
Accounts of chemical research
|August 30, 2024
概括
这项研究探讨了用于细胞功能调节的动态DNA纳米组件. 这些DNA结构对酶和光等刺激做出反应,使得活细胞内的受控组装和拆卸能够用于治疗应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 化学生物学 化学生物学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 细胞内部化学成分的受控组装/拆卸正在出现,用于调节细胞功能.
- 在活细胞中构建动态物质化学系统是具有挑战性的,因为复杂的细胞内环境.
- 脱氧核糖核酸 (DNA) 由于序列可编程性和可预测的纳米结构,为细胞内组装提供了优势.
研究的目的:
- 要总结最近关于活细胞中基于DNA的纳米组件动态化学的研究.
- 探索由酶,H +,谷氨 (GSH),三酸氨酸 (ATP) 和光触发的对刺激有反应的DNA纳米组件.
- 证明这些系统在调节细胞功能和开发癌症疗法方面的潜力.
主要方法:
- 研究酶-DNA相互作用和DNA/RNA序列的酶分裂.
- 分析溶酶体H+对DNA纳米组件的影响,包括i-motif形成和酸降解涂层.
- 通过二硫化物键裂解和降解响应纳米粒子检查GSH响应.
- 描述功能性RNA释放的ATP介导的构造转换.
- 展示光介导的时空控制对DNA纳米组装动态.
主要成果:
- 基于DNA的纳米组件在应对各种细胞内刺激时表现出精确的组装和拆卸.
- 刺激引起的DNA纳米组件的变化会影响细胞功能和行为.
- 特定的DNA分子作为动态模块,对不同的刺激做出反应.
- 在活细胞中实现了对DNA纳米组件的控制组装,拆卸和重新组装.
结论:
- 基于DNA的动态纳米组件代表了活细胞内的物质化学系统的新范式.
- 这些系统可以精确控制细胞功能和行为.
- 开发的策略显示了新的癌症治疗方法和推进精确医学的前景.
