Ученые сконструировали микроразмерный «трубопровод» из молекул ДНК, который способен без потерь доставлять различные молекулы в нужное место. Предложенная система в перспективе может использоваться для доставки лекарств к отдельным клеткам тела человека. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Молекулы ДНК не только хранят и реализуют генетическую информацию всех живых организмов, но и используются учеными для «строительства» в нано- и микрометровых масштабах. Фрагменты ДНК удобны в качестве строительных блоков, поскольку в определенных условиях могут самособираться, а также крепиться к различным биологическим структурам, например клеточной мембране. Ранее исследователи из Университета Джонса Хопкинса сконструировали на основе фрагментов ДНК нанопоры — короткие полые трубки, способные контролировать транспорт молекул через искусственные мембраны. Дальнейшая работа ученых была сфокусирована на создании более длинных трубок, которые могли бы не только переносить вещества через мембрану, но и направлять их после этого в нужное место. В результате авторам удалось получить трубки диаметром семь нанометров, что в миллион раз меньше толщины человеческого волоса, и длиной в несколько микрометров (как частица пыли).
«Теперь мы можем сравнить это с водопроводной системой, поскольку с помощью таких каналов возможно направлять поток молекул на значительные (в клеточном масштабе) расстояния. При этом мы можем в нужный момент остановить этот поток, используя другую структуру на основе ДНК, которая с высокой специфичностью связывается с каналами и работает как клапан или пробка», — рассказывает И Ли, один из участников исследования.
В новой работе ученые доказали, что полученные ими конструкции транспортируют вещества без потерь и утечек. В этом помог эксперимент, при котором один конец трубки закрывали молекулярной «пробкой», а через второй вносили раствор флуоресцирующих молекул. Наблюдение за током светящейся жидкости подтвердило, что она не просачивается сквозь стенки «трубопровода» наружу. В дальнейшем авторы планируют провести дополнительные исследования с искусственными и настоящими клетками, а также с различными типами транспортируемых веществ.
Разработанная система поможет ученым более подробно исследовать, как происходит перенос молекул между клетками, а также, возможно, ляжет в основу системы доставки лекарств.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
