01/06/2012 - Monokaterische DNA, neue Möglichkeiten bei der Verabreichung von Arzneimitteln

Menéame

Forscher des Wyss Institute for Biologisch inspirierte Engineering von der Harvard University haben eine Methode für den Bau komplexer Nanostrukturen entwickelt, die aus kurzen Strängen synthetischer DNA besteht.

Anrufe Monokaterische DNA, können diese miteinander verflochtenen DNS-Bausteine programmiert werden, um auf verschiedene Weisen zusammengefügt zu werden. Eine weitere Entwicklung dieser Technologie könnte die Schaffung neuer Geräte auf Nanoebene ermöglichen, um Arzneimittel direkt dort zu verabreichen, wo sie benötigt werden.

Die Technologie, beschrieben in einem Artikel in 'Natur', wurde von einem Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Peng Yin vom Wyss Institute entwickelt, der auch Professor für Systembiologie an der Harvard Medical School ist. Andere Mitglieder des Teams sind der Doktor von Wyss, Bryan Wei, und der Student Mingjie Dai.

Die DNA ist bekannt als Hüter der genetischen Informationen. Im sich abzeichnenden Bereich der DNA-Nanotechnologie wird jedoch auch die Verwendung als Material untersucht, mit dem kleine, programmierbare Strukturen für verschiedene Anwendungen aufgebaut werden können. Bis heute konzentrierten sich die meisten Forschungsarbeiten auf die Verwendung eines einzigen langen biologischen DNA-Streifens, der als Wirbelsäule wirkt, während dessen kleine Stränge miteinander verbunden werden, um Formen zu schaffen. Diese Methode, genannt Origami-DNA, wird auch am Wyss-Institut unter der Leitung von Dr. William Shih durchgeführt.

Durch die Konzentration auf die Verwendung von kurzen synthetischen DNA-Streifen, Yin Team hat eine alternative Konstruktionsmethode entwickelt. Jede monokateare DNA ist eine einzige, kurze, DNS-Kette. Jedes Heb wird mit einem anderen verbunden, wenn es eine zusätzliche DNA-Sequenz gibt, aber wenn es keine zusätzlichen Zufälle gibt, werden die Blöcke nicht miteinander verbunden. Auf diese Weise kann eine Sammlung von Strängen über eine Reihe lokaler Verbindungen in bestimmten und standardmäßigen Formen zusammengefügt werden.

Um die Methode zu demonstrieren, schufen Forscher mehr als hundert verschiedene Designs, darunter chinesische Zeichen, Zahlen und Buchstaben, mit Hunderten von Strängen einer 100-Nanometer-Struktur (Milliardstel Meter) Größe. Der Ansatz erwies sich als einfach, robust und vielseitig.

Als synthetisches Basismaterial ist dies Mononokater-DNA Es könnte einige wichtige Anwendungen für die Medizin haben; zum Beispiel könnte es sich in einen Mechanismus der Arzneimittelfreigabe verwandeln, der seine strukturelle Integrität bis zur Erreichung seiner spezifischen Ziele in den Zellen aufrechterhält und, da es synthetisch ist, hoch biokompatibel sein könnte.

"Der Einsatz von DNA-Nanotechnologie zur Schaffung von Nanogeräte programmierbar ist ein wichtiger Ansatz beim Wyss-Institut, da wir fest an sein Potenzial glauben, einen Paradigmenwechsel bei der Entwicklung neuer Diagnosen und Therapien herbeizuführen," so Dr. Donald Ingber, Gründerdirektor von Wyss.

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