Na cestě k vytvoření DNA nanosoučástek

Video: vytvořit umělý DNA !!!

Nanotechnologie - relativně nový, ale rychle se rozvíjející oblast vědy, která studuje nejmenší velikosti zařízení a molekulární nástroje, které mohou manipulovat jednotlivé buňky a jejich součásti.

Nyní vědci, kopírování taktiku viru v lidském těle, vytvořil první nanozařízení, aby se zabránilo destrukci imunitním systémem pacienta.

Tento úspěch byl chybějící kousek skládačky, bez nichž vědci nemohli plně využít nanosoučástek na buněčné úrovni.

Vědečtí pracovníci Harvard Institute of Biotechnická Wyss (Wyss Institute for biologicky inspirované inženýrství) v Bostonu tvrdí, že jejich nové DNA nanosoučástky úspěšně dokončil svou první misi.

Ve svém článku publikovaném v ročníku ACS Nano, vědci k závěru, že tento úspěch „vytváří platformu pro navrhování komplexu, připraven dodat DNA nanozařízení (nanosoučástek DNA)».

Tyto „inteligentní DNA nanorobotů“ by mohly být použity pro diagnostiku onemocnění, jako je rakovina, a identifikovat je mnohem dříve, než všemi moderními testy. Mohly by také dodat molekuly léků přímo do rakovinný nádor, a dokonce i manipulaci molekul na místě.

Maškaráda viry k dosažení cíle

Hlavní autor William Shin (William Shih), učitel biochemie a molekulární farmakologie na Harvard Medical School, řekl: „Jsme převlečený funkční zařízení na výskyt virů, jak překonat obranu a dostat se na cílové buňky.“

Výzkumníci věří, že podobná maskovací technika může být použita k vytvoření umělých nádob nebo „protocells“, které mohou detekovat toxiny v pitné vodě a patogenů v potravinách.

DNA je nejlépe známý jako dopravník s genetickou informaci. Ale výzkumníci v jeho nejnovější práci používá DNA v jiné roli - viděli ve složitá a těžkopádná molekula trojrozměrný stavební materiál. Vědci se několik fragmentů DNA a naprogramovány je do skládání do tvaru požadovaného tvaru, jako japonské origami.

Ve skutečnosti, vědci používají princip origami k vytvoření DNA nanozařízení velmi složitý tvar, blížící se strukturou terciární molekulární struktury, které se vyskytují v buňkách.

Vědci úspěšně vytvořena z DNA nanorobotů rámu. Výsledná DNA zařízení může pracovat několik funkcí: oni „cítí“ životní prostředí kolem nich, musí reagovat na určité situace, které jsou schopny iniciovat požadované chemické reakci, mohou se pohybovat - k výrobě mechanické energie.

Tyto pozoruhodné přístroje nejsou ničím novým. Například, v roce 2012, výzkumníci ze stejného Institute Wyss uvedlo založena na principu origami DNA nanobotů, které nacházejí rakovinné buňky a doručit je na instrukce molekulární sebedestrukční (spouštěcí buněčné smrti).

Také vědci z MIT (Massachusetts Institute of Technology), hovoří o jedinečné nanofactories schopných na molekulární úrovni k provedení „sestavení“ komplexních léčiv, přímo do nádoru. Tyto závody vyrábějí smrtící nádorové proteiny, za použití energie ultrafialového záření.

Jako DNA nanorobotů stanou neviditelné pro imunitní systém?

Nicméně, stále chyběl hlavní věc - že nanobots nemají schopnost obejít ochranu imunitního systému, nebo alespoň schovat v té době, dokud oni dělají svou práci. Když Profesor Shin a jeho kolegové vstřikuje nanorobotů do krevního oběhu myší, jejich imunitní buňky jsou rychle „štěpené“ malí pomocníci.

Profesor Shin, který je také profesorem biologie rakoviny u proslulé Cancer Institute Dana-Farber (Dana-Farber Cancer Institute), se podařilo najít odpověď od přírody.

Virus skrývá od imunitního systému hostitele, s použitím speciální „maskovací síť“. Virový genom je skryta za pevnou proteinovém obalu, na které se vztahuje na horní dvojitou vrstvou fosfolipidů a bílkovin - jako je, že ovládaný membránou živých lidských buněk.

Profesor říká, že skrýt pod nanodevice lipoproteinů vrstvy byl skvělý nápad. Chcete-li to realizovat v praxi, vědci uzavřené první DNA do virové nanorobotov oktahedron (osmistěn) a potom se vybudoval kolem lipidové dvojvrstvy membrány s vloženými proteiny.

Nanosoučástky vypadá jako virus

Potažená membránový lipoprotein vynález vědců pod elektronovým mikroskopem, vypadá přesně stejně jako mnoho virů DNA obsahující.

Dalším krokem byla zkouška pláště.

Pomůže robota k oklamání imunitní systém hostitele?

Tento test, vědci označili roboty barvivo a potom vstřikuje laboratorních myší. Použití pokročilých zobrazovacích technik, vědci pozorovat pohyb částic v těle hlodavců. Pokud maskování práce, by měla být DNA nanorobotů distribuován v tkáních a zůstat tam po dlouhou dobu.

Pro srovnání, byly barveny nechráněné částice, a vstoupit do jiné skupiny myší. Tyto roboty v krátké době světlo pouze v oblasti močového měchýře - imunitní systém zničil, a přinesl pozůstatky těla spolu s barvivem ledvinami.

Nicméně, chráněná DNA nanosoučástky - je jiný příběh. Virový obal pomohl jim zůstávají neviditelné pro imunitní systém po celé hodiny. Částice jsou distribuovány prostřednictvím krevních cév a bylo tam dost dlouho, aby provedení nezbytných prací.

Aby potvrdil svůj úspěch, vědci se rozhodli pro měření hladiny dvou proteinů imunitního systému, které jsou zodpovědné za zničení cizích těles. U myší s injekcí nechráněným částice, úroveň těchto imunitních proteinů byl 100 krát vyšší než v první skupině. To znamená, že nanorobotů nenatíraný indukované u myší akutní imunitní reakce a imunitní systém nereaguje na chráněné roboty.

Vědci tvrdí, že s takovým povlakem může nanorobotů dělat mnoho užitečných věcí - aktivovat imunitní systém v boji proti rakovině, potlačení imunitní reakci při odmítnutí orgánů, dodávat léky do pařeniště onemocnění a další.

Studium na Harvard vědců byl podpořen americkou National Institute of Health, obor vědecké výzkumné laboratoře americké armády a Institutu Wyss.

Připomeňme si, o další nedávný průlom v lékařské nanotechnologie. V únoru 2014, vědci z University of Illinois v Chicagu (University of Illinois v Chicagu) naučili používat nanočástice k potlačení „špatné“ pracovní buňky imunitního systému. To bylo důležitým krokem k efektivnějšímu sledování autoimunitních onemocnění.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné