Создание нанопроводов из белка и ДНК
Исследователи из Калифорнийского технологического института впервые создали синтетическую структуру, состоящую одновременно из белка и ДНК. Эта гибридная биоматерия открывает новые возможности для технологий, например, для адресной доставки лекарств.
Работа опубликована 2 сентября в журнале Nature.
Преимущества гибридных материалов
- Белок обладает высокой функциональностью (взаимодействия, ферментативная активность).
- ДНК легко программируется в наноструктуры различных форм и размеров.
Как создавали нанопровод
Учёные использовали компьютерную программу для проектирования последовательностей аминокислот (строительные блоки белка) и азотистых оснований (строительные блоки ДНК), которые образуют желаемый материал.
За основу взяли природный механизм: связывание транскрипционного фактора Engrailed (из плодовой мушки Drosophila) с определённым участком ДНК (белково-связывающим доменом).
- Чтобы создать непрерывную нить, исследователи модифицировали белок, добавив ему второй сайт связывания — "вторую руку" для соединения с соседней белковой молекулой.
- ДНК-последовательность сконструировали с регулярно повторяющимися белково-связывающими доменами.
Ключевая особенность — ко-ассембля
Материал формируется только при смешивании в растворе обоих готовых компонентов — белкового и ДНК. Это важно для потенциального применения, так как компоненты можно хранить раздельно и соединять по необходимости.
Значение и перспективы
Эта работа развивает достижения лаборатории Стивена Мэйо, создавшей в 1997 году один из первых искусственных белков.
"Наша ранняя работа была сосредоточена на проектировании растворимых систем только из белка. Данное исследование знаменует значительное расширение нашей деятельности в область наноразмерных смешанных биоматериалов", — говорит Мэйо.
Потенциальные применения:
- Целевая доставка лекарств (например, к раковым клеткам).
- Генная терапия (создание белково-РНК нанопроводов).
- Другие возможности, которые ещё предстоит изучить.