法研究人員研製DNA“機器人”用於探索細胞機制

2022年08月03日10:05

  新華社北京8月3日電(記者喬本孝)法國衛生和醫學研究所近日發佈公報說,該國研究人員利用“DNA摺紙術”構建出納米級的DNA“機器人”,可用於探索細胞對微觀尺度機械刺激的感受機制。

  據公報介紹,人體細胞可以通過特定受體感受微觀尺度機械力的作用,並將其轉化為生物信號,而這類生物信號在涉及人體正常生命活動及疾病發展等的細胞機制中發揮著關鍵作用。迄今,已出現一些可控製微觀機械力的技術,它們可以幫助科學家研究與細胞機械敏感性有關的分子機制,但這些技術成本高昂,使用時存在諸多局限。

  法國衛生和醫學研究所等機構開展的新研究為探索相關分子機制提供了新工具。研究人員利用“DNA摺紙術”設計出一個納米級“機器人”。它由3個DNA“摺紙”結構組成,能夠向細胞表面對機械刺激敏感的受體施加高精確度外力,其作用力精確度可達到1皮牛頓(即萬億分之一牛頓)。

  “DNA摺紙術”是利用DNA分子堿基配對等特性,將天然DNA長鏈特定區域進行摺疊,並用短鏈加以固定,構建出所需要的納米結構。該技術可用於新型納米材料和分子器件的研發,近年來已成為熱點研究領域。

  新研究的相關論文已發表在英國《自然·通訊》雜誌上。公報說,這種DNA“機器人”有助於科學家更深入理解細胞機械敏感性相關分子機制,併發現新的對機械刺激敏感的細胞受體;還可以更精確地研究在施加外力時,一些生理和病理過程的關鍵信號通路在細胞水平上何時被激活。

  論文通訊作者加埃唐·貝洛表示,這種DNA“機器人”的生物相容性被看作是在體內環境應用的優勢,但它對可降解DNA的酶敏感,也可能成為一種應用局限。該團隊下一步將研究如何優化機器人表面,以降低它對酶的敏感性。

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