ДНК-молекулы могут обнаруживать патогены и доставлять лекарства

Исследователи из Корнеллского университета создали новые молекулы ДНК, которые способны обнаруживать патогены и доставлять лекарства в клетки, когда они образуют длинные цепи — полимеры.

Как сообщается в онлайн-выпуске Nature Nanotechnology от 4 мая, простые молекулы ДНК (мономеры), разработанные группой под руководством Дэна Луо, соединяются в полимеры под воздействием ультрафиолетового света и в присутствии таких патогенов, как SARS и ВИЧ.

Принцип работы: ДНК-"штрихкоды" и "почтовые индексы"

• Молекулы представляют собой асимметричные цепи ДНК с уникальными последовательностями на концах каждой ветви — так называемыми "почтовыми индексами" (zip codes).
• Каждый такой "индекс" может связываться с соответствующей последовательностью, включая ДНК патогенов (например, ВИЧ).
• При связывании "индексов" с мишенями образуются цепи, которые сворачиваются в сферы, видимые под микроскопом. Это позволяет проводить быстрое обнаружение патогенов.

Доставка лекарств

Используя тот же принцип, исследователи продемонстрировали присоединение нескольких препаратов на основе нуклеиновых кислот, а также трассеров, к цепям ДНК. Эти конструкции затем поглощались клетками.

Дэн Луо, доцент кафедры биологической и экологической инженерии, пояснил, что эта работа иллюстрирует, как ДНК является не только генетическим материалом, но и полезной структурой для доставки лекарств или других веществ.

"Генетическая часть — это распознавание патогена. Общая часть — создание наноструктуры".

В исследовании также участвовали постдокторант Чон Б. Ли и доцент прикладной и инженерной физики Дэвид Мюллер.