Исследователи повысили стабильность ДНК-наноструктур
Учёные из RNA Institute Университета Олбани продемонстрировали новый подход к сборке ДНК-наноструктур, не требующий использования магния. Этот метод повышает биологическую стабильность структур, делая их более полезными и надёжными для широкого спектра применений. Работа опубликована в журнале Small.
«В этой работе мы собирали ДНК-наноструктуры без использования магния, который обычно применяется в этом процессе, но создаёт проблемы, снижающие полезность полученных наноструктур», — сказал Арун Ричард Чандрасекаран, автор-корреспондент исследования.
Например, магний может вызывать слипание ДНК-наночастиц, что меняет характеристики доставляемого лекарства и может мешать его загрузке в организме, снижая эффективность. Магний также может усиливать активность ферментов, разрушающих ДНК, сокращая срок жизни наноструктур в теле.
Исследовательская группа, включавшая учёных из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, собрала четыре типа ДНК-наноструктур в шести различных ионах металлов: кальций, барий, натрий, калий, литий и магний.
«Мы обнаружили, что ДНК-наноструктуры, собранные в одновалентных ионах (натрий, калий, литий), гораздо более биологически стабильны по сравнению с собранными в двухвалентных ионах (магний и кальций)», — сказал Чандрасекаран.
Команда продемонстрировала универсальность подхода, собрав четыре типа структур разной сложности и размера: от небольших мотивов (двойной кроссовер и трёхлучевая звезда) до крупных сборок (ДНК-тетраэдр и треугольник из ДНК-оригами).
«Сборка структур, устойчивых к деградации нуклеазами, как в нашем случае, будет полезна в биологических приложениях, например, в доставке лекарств, где ДНК-наноструктуры-носители должны оставаться целыми до момента высвобождения препарата в целевых участках», — отметил Чандрасекаран.
«Магний традиционно был основным ионом, используемым для сборки ДНК-наноструктур. Однако, ограничиваясь только им, мы упускали возможности сборки с использованием альтернативных ионов», — добавил соавтор Дхануш Гандавади.
«Наше исследование расширяет горизонты дизайна ДНК-наноструктур и способствует разработке более совершенных систем доставки лекарств», — сказал соавтор Син Ван.
В дальнейшем команда планирует оптимизировать сборку наноструктур в различных ионах металлов для повышения выхода и протестировать биологическую стабильность структур, собранных без магния, внутри клеток.