在尺寸匹配的MOF中以质子为媒介的DNA有效载荷的动态嵌,用于智能细胞内传输的纳米通道
Xiaowen Wang1, Hong Zhang1, Ping-Ping He1
1Research Center for Analytical Sciences, Tianjin Key Laboratory of Biosensing and Molecular Recognition, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin, 300071, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 26, 2024
概括
本研究介绍了一种使用金属有机框架 (MOFs) 的智能传递系统,以保护功能性DNA免受降解. 该系统能够有效地输送细胞内DNA,并直接对端粒和细胞核进行成像.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 合成功能性DNA提供可编程的生物功能,但在生物环境中易受核酶降解的影响.
- 在保持其生物活性的同时保护脆弱的寡核酸是治疗和诊断应用的重大挑战.
研究的目的:
- 为功能性DNA有效载荷开发智能传递系统,保护它们免受降解,并实现受控的细胞内传递.
- 为了利用丰富的细胞因子DNA和金属有机框架 (MOFs) 之间的质子介导的动态相互作用来释放响应性的有效载荷.
主要方法:
- 使用高度晶体金属有机框架 (MOFs) 设计了一个传递系统,尺寸匹配的纳米通道 (ca. 在2.0 nm) 处.
- 富含氨酸的DNA链被装入MOF纳米通道中,它们的释放由氨酸残留的pH依赖质子激发.
- 评估了该系统保护DNA免受酶性水解,并通过内细胞化促进细胞内输送的能力.
主要成果:
- 金属有机框架 (MOF) 纳米通道成功地保护了DNA有效载荷免受酶降解.
- 在酸性pH下对富含细胞因子DNA的质子化减弱了与MOF纳米通道的相互作用,促进了释放.
- 质子响应DNA/MOF系统与内细胞结合,实现了DNA有效载荷的高效细胞内传递.
- 直接对端粒和细胞核进行成像是使用具有端粒特异性DNA序列的系统来完成的.
结论:
- 开发的质子介导DNA/MOF系统为保护功能DNA有效载荷提供了一个强大的策略.
- 这个系统使得DNA的有效和受控的细胞内传递成为可能,为基因治疗和诊断开辟了道路.
- 能够对端粒和细胞核进行成像的能力凸显了这个平台在生物成像和研究方面的潜力.
