DNA-nanorakenteet naamioituvat proteiinien avulla

Suoraviivainen ja muunneltava proteiinipäällystysmenetelmä tuo ohjelmoitavat DNA-origami-pohjaiset lääkekuljettimet ja molekyylilaitteet lähemmäksi kliinisiä sovelluksia.
DNA-nanorakenteet (purppura) naamioituvat seerumialbumiiniproteiinien (vihreä) avulla. (Kuva: Veikko Linko ja Mauri Kostiainen)

Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijat ovat yhteistyössä kehittäneet tekniikan, joka parantaa merkittävästi DNA-nanorakenteiden kestävyyttä DNA:ta pilkkovia entsyymejä vastaan, tehostaa näiden rakenteiden solukuljetusta sekä pienentää niiden aiheuttamaa immuunivastetta.

“DNA-rakenteet voidaan päällystää proteiineilla, tässä tapauksessa seerumialbumiineilla, joihin on kovalenttisesti liitetty synteettinen DNA:han sitoutuva osa”, kertoo dosentti Veikko Linko Aalto-yliopistosta. DNA-nanorakenteella (tässä tutkimuksessa rakenteena oli tiilimäinen DNA-origami) on negatiivinen sähkövaraus, joten positiivisesti varautunut monivalenssinen sitova osa (dendroni) voi tarttua DNA-rakenteen pintaan elektrostaattisesti. Säätämällä synteettisen dendroniosan tarrautumistehokkuutta ja proteiini-dendroni –konjugaattien määrää suhteessa DNA-rakenteisiin, on mahdollista muodostaa tiheä ja yhtenäinen proteiinivaippa DNA-origamin ympärille. Tutkimuksessa todettiin, että tällaisella “proteiininaamioinnilla” voidaan myös hämätä immuunijärjestelmää, sillä päällystys vähensi merkittävästi hiiren pernan primäärisoluista määritettyä immuunivastetta.

“Esitelty päällystystekniikka on suoraviivainen eikä rajoitu vain seerumialbumiinin käyttöön. Koska menetelmä on helposti muunneltava, lähes mikä tahansa proteiini voidaan liittää synteettiseen DNA:ta sitovaan osaan”, valottaa professori Mauri Kostiainen, joka johti tutkimusta. Tämän ansiosta  myös muut tutkijat voivat nyt muokata DNA-rakenteiden pintaominaisuuksia halutusti biologisissa olosuhteissa. Seerumialbumiini on veren yleisin proteiini ja sen puoliintumisaika verenkierrossa on pitkä, joten sillä on jo kliinisiä sovelluksia lääkehoidoissa. Tutkijat uskovatkin vahvasti, että menetelmä tulee avamaan uusia mahdollisuuksia tarkoin räätälöidyssä DNA-pohjaisessa lääkekuljetuksessa.

Tutkimus julkaistiin Advanced Healthcare Materials –lehdessä (vol. 6, iss. 18, 20. syyskuuta 2017) ja valittiin lehden kansikuva-artikkeliksi sekä noteerattiin Advanced Science News -uutissivustolla.

Linkit:

Artikkeli “Protein Coating of DNA Nanostructures for Enhanced Stability and Immunocompatibility”: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201700692/full

Kansikuva: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201770093/full

Advanced Science News -uutissivusto: http://www.advancedsciencenews.com/cover-art-featuring-dna-origami-cardiac-scaffolds-stem-cells/

Lisätietoja:

Dosentti Veikko Linko
Biohybridimateriaalit –tutkimusryhmä, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
puh. 045 673 9997, [email protected]

Professori Mauri Kostiainen
Biohybridimateriaalit –tutkimusryhmän johtaja, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
puh. 050 362 7070, [email protected]

 

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Matilda Palmu: Night Flowers
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Muotoiluopiskelijat vahvasti esillä Habitare-messuilla

Aalto-yliopiston tekstiilisuunnittelun maisteriohelman opiskelijoita on esillä muun muassa Protoshop-näyttelyssä.
Ekosetti-opas
Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Audiovisuaalisen alan ensimmäinen eko-opas ohjaa kohti kestävämpää tuotantoa

Tavoitteena on edistää alan työkulttuurin muuttumista ekologisemmaksi.
Aalto University / Verkkoturvallisuus ja -luottamus / photo: Aki-Pekka Sinikoski
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Huippuluennoitsijat pureutuvat digitalisaation mahdollisuuksiin ja uhkiin yleisöluentosarjassa

Kaikille avoimessa maksuttomassa luentosarjassa yritys- ja tutkimusmaailmaa edustavat huippuluennoitsijat kertovat, miten digitalisaatio vaikuttaa liiketoimintaan, yhteiskuntaan ja turvallisuuteen.
The cover that was submitted for Energy and Environment Sciences
Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Ilmastointi on energiasyöppö, joka yleistyy valtavaa vauhtia – auringolla voidaan kattaa merkittävä osa sen energiantarpeesta

Kansainvälisen tutkijaryhmän mukaan ilmastointi nielee vuosisadan lopulla jopa 35 kertaa enemmän energiaa kuin nykypäivänä.