Na ceste k vytvoreniu DNA nanosoučástek

Video: vytvoriť umelý DNA !!!

Nanotechnológia - relatívne nový, ale rýchlo sa rozvíjajúca oblasť vedy, ktorá študuje najmenšej veľkosti zariadenia a molekulárnej nástroje, ktoré môžu manipulovať jednotlivé bunky a ich súčasti.

Teraz vedci, kopírovanie taktiku vírusu v ľudskom tele, vytvoril prvý nanozariadení, aby sa zabránilo deštrukcii imunitným systémom pacienta.

Tento úspech bol chýbajúci kúsok skladačky, bez ktorých vedci nemohli plne využiť nanosoučástek na bunkovej úrovni.

Vedeckí pracovníci Harvard Institute of Biotechnické Wyss (Wyss Institute for biologicky inšpirované inžinierstvo) v Bostone tvrdia, že ich nové DNA nanosúčiastky úspešne dokončil svoju prvú misiu.

Vo svojom článku publikovanom v ročníku ACS Nano, vedci k záveru, že tento úspech "vytvára platformu pre navrhovanie komplexu, pripravený dodať DNA nanozariadení (nanosoučástek DNA)».

Tieto "inteligentné DNA nanorobotov" by mohli byť použité pre diagnostiku ochorení, ako je rakovina, a identifikovať je oveľa skôr, než všetkými modernými testy. Mohli by tiež dodať molekuly liekov priamo do rakovinový nádor, a dokonca aj manipuláciu molekúl na mieste.

Maškaráda vírusy k dosiahnutiu cieľa

Hlavný autor William Shin (William Shih), učiteľ biochémie a molekulárnej farmakológie na Harvard Medical School, povedal: "Sme prezlečený funkčné zariadenie na výskyt vírusov, ako prekonať obranu a dostať sa na cieľové bunky."

Výskumníci veria, že podobná maskovacie technika môže byť použitá na vytvorenie umelých nádob alebo "protocells", ktoré môžu detekovať toxíny v pitnej vode a patogénov v potravinách.

DNA je najlepšie známy ako dopravník s genetickú informáciu. Ale výskumníci v jeho najnovšej práci používa DNA v inej úlohe - videli vo zložitá a ťažkopádna molekula trojrozmerný stavebný materiál. Vedci sa niekoľko fragmentov DNA a naprogramované ich do skladania do tvaru požadovaného tvaru, ako japonské origami.

V skutočnosti, vedci používajú princíp origami k vytvoreniu DNA nanozariadení veľmi zložitý tvar, blížiace sa štruktúrou terciárne molekulárnej štruktúry, ktoré sa vyskytujú v bunkách.

Vedci úspešne vytvorená z DNA nanorobotov rámu. Výsledná DNA zariadenie môže pracovať niekoľko funkcií: oni "cítia" životné prostredie okolo nich, musí reagovať na určité situácie, ktoré sú schopné iniciovať požadovanej chemickej reakcii, môžu sa pohybovať - na výrobu mechanickej energie.

Tieto pozoruhodné prístroje nie sú ničím novým. Napríklad, v roku 2012, výskumníci z rovnakého Institute Wyss uviedlo založená na princípe origami DNA nanobot, ktoré nachádzajú rakovinové bunky a doručiť je na inštrukcie molekulárnej sebadeštrukčné (spúšťací bunkovej smrti).

Tiež vedci z MIT (Massachusetts Institute of Technology), hovorí o jedinečné nanofactories schopných na molekulárnej úrovni na vykonanie "zostavenie" komplexných liečiv, priamo do nádoru. Tieto preteky vyrábajú smrtiace nádorové proteíny, za použitia energie ultrafialového žiarenia.

Ako DNA nanorobotov stanú neviditeľné pre imunitný systém?

Avšak, stále chýbal hlavná vec - že nanobots nemajú schopnosť obísť ochranu imunitného systému, alebo aspoň schovať v tej dobe, kým oni robia svoju prácu. Keď Profesor Shin a jeho kolegovia vstrekuje nanorobotov do krvného obehu myší, ich imunitné bunky sú rýchlo "štiepené" malí pomocníci.

Profesor Shin, ktorý je tiež profesorom biológie rakoviny u preslávenej Cancer Institute Dana-Farber (Dana-Farber Cancer Institute), sa podarilo nájsť odpoveď od prírody.

Vírus skrýva od imunitného systému hostiteľa, s použitím špeciálnej "maskovacia sieť". Vírusový genóm je skrytá za pevnú proteínovom obale, na ktoré sa vzťahuje na hornej dvojitou vrstvou fosfolipidov a bielkovín - ako je, ak kontrolovaný membránou živých ľudských buniek.

Profesor hovorí, že skryť pod nanodevice lipoproteínov vrstvy bol skvelý nápad. Ak to chcete realizovať v praxi, vedci uzavreté prvý DNA do vírusovej nanorobotov oktahedron (oktaéder) a potom sa vybudoval okolo lipidovej dvojvrstvy membrány s vloženými proteínmi.

Nanosúčiastky vyzerá ako vírus

Potiahnutá membrána lipoprotein vynález vedcov pod elektrónovým mikroskopom, vyzerá presne rovnaké ako množstvo DNA vírusy obsahujúce.

Ďalším krokom bola skúška plášťa.

Pomôže robota na oklamanie imunitný systém hostiteľa?

Tento test, vedci označili roboty farbivo a potom vstrekuje laboratórnych myší. Použitie pokročilých zobrazovacích techník, vedci pozorovať pohyb častíc v tele hlodavcov. Ak maskovanie práce, by mala byť DNA nanorobotov distribuovaný v tkanivách a zostať tam po dlhú dobu.

Pre porovnanie, boli zafarbené nechránené častice, a vstúpiť do inej skupiny myší. Tieto roboty v krátkej dobe svetlo iba v oblasti močového mechúra - imunitný systém zničil, a priniesol pozostatky tela spolu s farbivom obličkami.

Avšak, chránená DNA nanosúčiastky - je iný príbeh. Vírusový obal pomohol im zostávajú neviditeľné pre imunitný systém po celé hodiny. Častice sú distribuované prostredníctvom krvných ciev a bolo tam dosť dlho, aby realizáciu nevyhnutných prác.

Aby potvrdil svoj úspech, vedci sa rozhodli pre meranie hladiny dvoch proteínov imunitného systému, ktoré sú zodpovedné za zničenie cudzích telies. U myší s injekciou nechráneným častice, úroveň týchto imunitných proteínov bol 100 krát vyššia ako v prvej skupine. To znamená, že nanorobotov nenatieraný indukované u myší akútne imunitné reakcie a imunitný systém nereaguje na chránenej roboty.

Vedci tvrdia, že s takým povlakom môže nanorobotov robiť veľa užitočných vecí - aktivovať imunitný systém v boji proti rakovine, potlačenie imunitnej reakcii pri odmietnutie orgánov, dodávať lieky do pareniska ochorenia a ďalšie.

Štúdium na Harvard vedcov bol podporený americkou National Institute of Health, odbor vedecké výskumné laboratóriá americkej armády a Inštitútu Wyss.

Pripomeňme si, o ďalšie nedávny prielom v lekárskej nanotechnológie. Vo februári 2014, vedci z University of Illinois v Chicagu (University of Illinois v Chicagu) naučili používať nanočastice k potlačeniu "zlé" pracovné bunky imunitného systému. To bolo dôležitým krokom k efektívnejšiemu sledovanie autoimunitných ochorení.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno