ДНК-такси: фоточувствительные наночастицы золота связывают и высвобождают ДНК

Генная терапия — многообещающий подход для медицины будущего, но её сложность заключается в поиске подходящего транспортного агента для доставки нуклеиновой кислоты в больную клетку. Использование инактивированных вирусов в качестве "такси" для генов часто имеет непредсказуемые последствия для здоровья.

Исследователи из США (V. M. Rotello, N. S. Forbes и др.) разработали наночастицы для генной терапии. Они использовали крошечные сферы золота, покрытые плотно упакованными положительно заряженными углеводородными цепями. Эти цепи содержат фотонестабильную связь, стабильную к видимому свету, но разрывающуюся при облучении УФ-светом с длиной волны 350 нм. Это приводит к отрыву положительно заряженного фрагмента, и поверхность золотой сферы становится отрицательно заряженной.

Отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК позволяют ей связываться с положительно заряженными золотыми сферами посредством электростатических взаимодействий. Клетки, контактировавшие с нагруженными ДНК золотыми сферами, поглощали эти "ДНК-такси". Сигнал к "разгрузке" подавался последующим УФ-облучением: оно разрушало фотонестабильную связь, меняя поверхностный заряд частиц и высвобождая ДНК. Важно, что ДНК не только попадала в цитоплазму, но и достигала цели — клеточного ядра, где происходит копирование ДНК для трансляции в белки или её репликация при делении клетки.

Этот процесс предлагает относительно простой способ контролируемой доставки и высвобождения ДНК в живые клетки. Авторы также полагают, что метод позволит управлять взаимодействиями с другими биомолекулами, такими как белки или фармацевтические агенты, для таргетирования конкретных клеток.