Используя метод, названный «оригами ДНК», американские ученые сделали могущие программируемые транспортирующие молекулу нанороботыищите определенные цели клетки и поставьте особые указания им, чтобы следовать. Один пример такого использования мог быть должен сказатьраковые клетки, чтобы уничтожить себя. Исследователи пишут об их результатах исследования в онлайновой проблеме в пятницуНаука.
Программируемые нанороботы несут грузы молекул, выпущенных, когда аптамеры (молекулы пептида, связывающие с aопределенная цель) в их структуре связывают с определенными белками на поверхности предназначенных клеток.Исследователи в Институте Wyss Биологически Вдохновленной Разработки в Гарвардском университете смоделировали технологию налейкоциты иммунной системы, патрулирующие кровоток, ища признаки проблемы.
Они надеются однажды, что это привыкнет киммунные реакции программы, чтобы лечить заболевания.Метод оригами ДНК является тем, сворачивающим берега ДНК в сложные трехмерные формы.Это последнее исследование считают прорывом, потому что оно объединяет недавние успехи в оригами ДНК, которые быливведенный впервые в научно-исследовательских центрах во всем мире, не только в Институте Wyss, чтобы попытаться справиться с проблемой того, как убить ракклетки очень отборным способом.
Первый автор доктор Шон Дуглас, Коллега Разработки технологий Wyss, когда он работал над исследованием и коллегами, созданнымиих наноразмерный робот в форме открытого барреля, сделанного из двух половин, к которым присоединяется стержень. (Дуглас является теперь АссистентомПрофессор в факультете наук о жизни и наноцентре в Университете имени Бар-Илана в Израиле).Эти две половины считаются закрытыми специальными замками ДНК, отвечающими на определенные цели, позволяя этим двум половинам распахнутьсяи подвергните их полезному грузу.Цели, на которые отвечают замки, являются определенными комбинациями белков поверхности клеток: например, они могли быть болезньюмаркеры.
Баррель ДНК может содержать различные полезные грузы. Примеры включают молекулы с особыми указаниями это рецепторы на клеткеповерхности отвечают на, заставляя их изменить сигналы, которые они посылают в клетки.Исследователи продемонстрировали технологию на клетках от двух типов рака: лейкоз и лимфома. Сообщение закодированов полезном грузе должен был активировать выключатель самоубийства клеток.
Это вызывает стандартную функцию всех клеток, названных позволяющим апоптозом,старение или аномальные клетки, которые будут устранены.Лейкоз и клетки лимфомы не говорят на том же языке, таким образом, инструкции по триггерному спуску самоубийства должны были быть закодированы в различномкомбинации антитела.Ведущий автор доктор Джордж Черч, преподаватель ядра Wyss и профессор Генетики в Медицинской школе Гарварда, сказалпресса:«Мы можем наконец объединить ощущение и логические вычислительные функции через комплекс, все же предсказуемый, наноструктуры – некоторые первыегибриды структурной ДНК, антител, аптамеров и металлических атомных групп – нацелились на полезное, очень определенное планирование человекараковые образования и Т-лимфоциты."
Многосторонность технологии эмулирует многосторонность лейкоцитов, имеющих способность ощутить целый диапазон бедствия клеткисигналы, свяжите с клетками, и затем передайте адекватное, самоликвидируются инструкции на языке той клеткитип.Наноробот ДНК использует модульные компоненты, чтобы достигнуть подобного диапазона многосторонности: различные стержни, отличающиеся молекулярныйполезные грузы. Они могут быть переключены в и из основного «шасси», скорее как обмен различных двигателей и шин в ииз автомобилей.Такая система должна иметь потенциал, чтобы лечить множество болезней.
Нанотехнологии ДНК широко признаны как потенциалспособ поставить препараты и молекулярные сигналы: другой плюс является им, биоразлагаемо.Но существуют значительные проблемы в том, как программировать эту крошечную машину, не берите в голову, как сделать правильную структуру, затем доберитесьэто, чтобы открыться и закрыться, затем вновь откройте, вставьте, несите и поставьте полезный груз.Исследование представляет большой шаг вперед в справлении с этими проблемами, потому что три новых элемента были объединены для первоговремя. Один из них – то, потому что баррель ДНК не имеет никаких век, полезные грузы могут быть вставлены со стороны за один шаг: нет никакой потребностиоткрыть и затем закрыть баррель.
Второй новый элемент – то, что эта система использует замки, отвечающие на белки (не ДНК или РНК как другие системы), которые являютсяобычно находимый на поверхности клеток. И третий новый элемент – то, что это использует фрагменты антитела, чтобы послать молекулярные сигналы, таким образом,при помощи различных комбинаций их различные типы иммунных реакций могут быть тиражированы в определенную цельболезни.