Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Tiny nanopackages bygget ut av DNA hjelper forskere til å se på hvordan neuroner fungerer

Anonim

Et team av forskere fra University of Chicago designet en måte å bruke mikroskopiske kapsler laget av DNA for å levere en nyttelast av små molekyler direkte inn i en celle. Teknikken, detaljert 21. august i Natur Nanoteknologi, gir forskere en mulighet til å forstå visse interaksjoner mellom celler som tidligere har vært vanskelig å spore.

annonse


"Det er virkelig en molekylær plattform, " sa Yamuna Krishnan, professor i kjemi og medforfatter av studien. "Det er en rekke forskningsproblemer fra kardiologi til nevrobiologi som trenger et system som dette for å studere svært raske molekylære fenomener, slik at det kan brukes på flere måter."

Cellene snakker med hverandre i kjemiske hvisker som skjer for fort for forskere å nøyaktig studere, sa Krishnan. Hennes lag rettet mot en klasse av slik kjemisk kommunikasjon, kjent som neurosteroider.

Forskere vet at neurosteroider er involvert i neuronal helse, men de er vanskelige å studere fordi de opererer på hårtriggere. "I det øyeblikket du legger til et neurosteroid, er nevronen allerede fyrt, " sa Krishnan.

Forskere vil ha en blås-for-blåse-konto av hva som skjer i cellen, da nevrosteroiden spiller sin rolle i den intrikate signaldansen inne i en nevron. For å gjøre det behøvde de å få nevosteroider til cellen inne i en liten pakke, slippe dem på cue og deretter spore hva som skjer. Men det er vanskelig å lage et forsyningssystem så lufttett at det ikke lekker et par molekyler før alt er satt opp.

For denne oppgaven hadde Krishnan en løsning: Hennes lab bygger små maskiner ut av DNA. Det er et godt materiale fordi det som et sett med Legos, har standard interlocking stykker som gjør det enkelt å bygge inn konfigurasjoner. Og siden den er laget av deler som allerede er i kroppen, kan den løses ufarlig når formålet er oppnådd.

Laboratoriet lagde små strukturer - icosahedral, som en 20-sidig dør - med to halvdeler som klemmer sammen rundt en nyttelast molekyler for å danne en kapsel. Hver kapsel er bare 20 nanometer over; det er tusen ganger mindre enn bredden på et menneskehår.

Det neste trinnet var å sende dem til viktige steder inne i kroppen ved å finne de riktige molekylære "adressene" til bestemte celler, og lim dem på kapselen. (Forskere finner disse adressene ved å studere hvordan virus og bakterier skinner på bestemte deler av kroppen.) For å frigjøre nyttelastet fra kapselen, skifter forskerne bare et lys på cellene.

De testet og bekreftet systemet i ormer og var i stand til å måle kinetikken til neurosteroider, tidligere en unnvikende prosess, sa forfatterne.

I dag sa Krishnan teknologien kunne brukes til å levere medisiner eller behandling til bestemte deler av kroppen, men deres var en case studie for å utforske metoden som en måte å bedre forstå våre egne kropper og hvordan de fungerer.

Medforfattere av studien inkluderer Sangram Sisodia, Thomas Reynolds Sr. Familie Professor i nevrovitenskap ved Universitetet, og UChicago-forskerne Aneesh Veetil, Kasturi Chakraborty, Kangni Xiao og Myles Minter.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Chicago . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Aneesh T. Veetil, Kasturi Chakraborty, Kangni Xiao, Myles R. Minter, Sangram S. Sisodia, Yamuna Krishnan. Cell-målbare DNA nanokapssler for spatiotemporal frigjøring av kaste bioaktive små molekyler . Nature Nanotechnology, 2017; DOI: 10.1038 / nnano.2017.159