ДНК-устройства выполняют биоаналитическую химию внутри живых клеток
Лаборатория Ямуны Кришнан придерживается философии минималистичного дизайна в создании функциональных ДНК-наномашин для доставки лекарств или биомедицинской диагностики.
Минималистичные наносенсоры
В 2011 году группа Кришнан первой продемонстрировала работу ДНК-наномашины (I-switch) внутри живого организма. Этот сенсор с высокой точностью измерял внутриклеточный pH. С тех пор команда разработала целый набор pH-сенсоров, каждый настроен на pH конкретной органеллы.
Летом 2015 года команда сообщила о создании ДНК-наносенсора Clensor, точно измеряющего физиологическую концентрацию хлорида. По словам Надриана Симана, это уникальное достижение и крупный прогресс в ДНК-нанотехнологии.
Значение сенсоров
Clensor (хлорид):
- Хлорид — самый распространенный растворимый отрицательно заряженный ион в организме, но до Clensor не было эффективного способа измерить его внутриклеточные запасы.
- Сенсор не зависит от pH, в отличие от предыдущих разработок.
- Измерение хлорида важно в нейробиологии для нейронального торможения (сброса нейрона после возбуждения).
- Дефекты в транспорте хлорида связаны с муковисцидозом. Clensor может визуализировать активность молекул (например, трансмембранного регулятора муковисцидоза) для скрининга веществ, восстанавливающих функцию хлоридного канала.
- У человека 9 типов хлоридных каналов, и мутация в каждом вызывает отдельное заболевание (остеопетроз, глухоту, мышечную дистрофию, дистрофию Беста и др.).
I-switch (pH):
- Кислотность (pH) — критический параметр для функции каждой органеллы. Его нарушение ведет к болезням.
- Особое значение pH имеет для лизосом — самых кислых органелл, отвечающих за "утилизацию отходов" клетки.
- Существует 70 редких лизосомных болезней накопления (Баттена, Ниманна-Пика, Помпе, Тея-Сакса и др.), часто смертельных. Доступные методы лечения (фермент-заместительная терапия) — дорогие и паллиативные.
- Цель группы Кришнан — использовать pH-сенсоры для получения новых биологических insights об этих болезнях и помочь в разработке малых молекул (более простых и дешевых, чем биологические препараты).
