如何编程DNA机器人来戳和刺激细胞膜

科学家们已经研究出如何最好地让DNA与我们体内的膜进行通信，为在液滴中创建“微型生物计算机”铺平了道路，这些液滴在生物传感和mRNA疫苗中具有潜在用途。

新南威尔士大学的MatthewBaker博士和悉尼大学的ShelleyWickham博士共同领导了这项研究，最近发表在NucleicAcidsResearch上。

它发现了设计和构建DNA“纳米结构”的最佳方法，以有效操纵合成脂质体——传统上用于输送治疗癌症和其他疾病药物的小气泡。

但是通过改变脂质体的形状、孔隙率和反应性，有更广泛的应用，例如构建小分子系统来感知环境并响应信号以释放货物，例如当药物分子接近目标时。

来自新南威尔士大学生物技术与生物分子科学学院的主要作者马特贝克博士说，这项研究发现了如何用DNA构建“小块”，并找出了如何最好地用胆固醇标记这些块，以使它们粘附在脂质上，这是主要成分植物和动物细胞。

“我们研究的一个主要应用是生物传感：你可以在一个人或病人身上粘上一些液滴，当它穿过身体时，它会记录当地的环境，处理它并提供结果，这样你就可以‘读出’当地环境，””贝克博士说。

随着脂质体与RNA疫苗(如辉瑞和Moderna疫苗)一起使用，脂质体纳米技术已经崭露头角。

“这项工作展示了将脂质体固定到位，然后在合适的时间将它们打开的新方法，”贝克博士说。

“更好的是因为它们是由我们设计的各个部件自下而上构建的，我们可以轻松地用螺栓拧入和拧出不同的部件来改变它们的工作方式。

此前，科学家们一直在努力为脂质和脂质体寻找合适的缓冲条件，以确保他们的DNA“计算机”确实附着在脂质体上。

他们还努力寻找用胆固醇装饰DNA的最佳方法，这样它不仅会进入膜，而且会在需要时停留在那里。

“是边缘更好吗?中心?一堆堆?很少?尽可能靠近结构，还是尽可能远?”贝克博士说。

“我们研究了所有这些东西，并表明我们可以为DNA结构创造良好的条件，使其可靠地与脂质体结合并‘做点什么’。”

Baker博士说，膜在生命中至关重要，因为它们可以形成隔室，因此可以分离不同类型的组织和细胞。

“这一切都依赖于膜通常非常不透水，”他说。

“在这里，我们建立了全新的DNA纳米技术，我们可以根据需要在膜上打孔，以便能够通过膜传递重要信号。

“这最终是细胞如何相互交流的基础，以及如何在一个细胞中制造有用的东西然后输出到其他地方使用。”

或者，在病原体中，膜可以被破坏以破坏细胞，或者病毒可以潜入细胞进行自我复制。

科学家们接下来将研究如何控制可以用光触发的基于DNA的孔，以从全新的部分开发合成视网膜。

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