Cómo programar robots de ADN para pinchar y pinchar las membranas celulares

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Los científicos han descubierto la mejor manera de hacer que el ADN se comunique con las membranas de nuestro cuerpo, allanando el camino para la creación de «mini computadoras biológicas» de gotitas que tienen usos potenciales en vacunas de ARNm y biodetección.

El Dr. Matthew Baker de la UNSW y la Dra. Shelley Wickham de la Universidad de Sydney codirigieron el estudio, publicado recientemente en Investigación sobre ácidos nucleicos.

Descubrió la mejor manera de diseñar y construir «nanoestructuras» de ADN para manipular eficazmente los liposomas sintéticos, pequeñas burbujas que tradicionalmente se han utilizado para administrar medicamentos contra el cáncer y otras enfermedades.

Pero al cambiar la forma, la porosidad y la reactividad de los liposomas, existen aplicaciones mucho más grandes, como la construcción de pequeños sistemas moleculares que detectan su entorno y responden a una señal para liberar una carga, como una molécula de fármaco cuando se acerca a su objetivo. .

El autor principal, el Dr. Matt Baker, de la Facultad de Biotecnología y Ciencias Biomoleculares de la UNSW, dice que el estudio descubrió cómo construir «bloques pequeños» a partir del ADN y encontró la mejor manera de etiquetar estos bloques con colesterol para que se adhieran a los lípidos, los principales componentes de las plantas y células animales.

«Una de las principales aplicaciones de nuestro estudio es el biosensor: podría insertar unas gotitas en una persona o un paciente, a medida que se mueve por el cuerpo registra el entorno local, lo procesa y proporciona un resultado para que pueda» leer «, el medio ambiente local», dice el Dr. Baker.

La nanotecnología de liposomas se ha hecho famosa con el uso de liposomas junto con vacunas de ARN como las vacunas Pfizer y Moderna COVID-19.

«Este trabajo muestra nuevas formas de colocar liposomas y luego abrirlos en el momento adecuado», dice el Dr. Panadero.

“Lo mejor es que debido a que están construidos de abajo hacia arriba a partir de piezas individuales que diseñamos, podemos insertar y quitar fácilmente diferentes componentes para cambiar la forma en que funcionan.

Anteriormente, los científicos lucharon por encontrar las condiciones de amortiguación adecuadas para lípidos y liposomas para asegurarse de que sus «computadoras» de ADN realmente se adhieran a los liposomas.

También lucharon con la mejor manera de decorar el ADN con colesterol para que no solo fuera a la membrana, sino que permaneciera allí el tiempo que fuera necesario.

«¿Es mejor en el borde? ¿En el centro? ¿Muchos? ¿Pocos? ¿Lo más cerca posible de la estructura o lo más lejos posible?» Panadero.

«Analizamos todas estas cosas y demostramos que podíamos crear buenas condiciones para que las estructuras de ADN se unieran a los liposomas de manera confiable y ‘hicieran algo'».

El Dr. Baker dice que las membranas son críticas en la vida, ya que permiten la formación de compartimentos y, por lo tanto, la separación de diferentes tipos de tejidos y células.

«Todo esto se basa en el hecho de que las membranas son generalmente bastante impermeables», dice.

“Aquí hemos construido una nanotecnología de ADN totalmente nueva en la que podemos perforar agujeros en las membranas, a pedido, para poder transmitir señales importantes a través de una membrana.

«Esta es, en última instancia, la base en la vida de cómo las células se comunican entre sí y cómo se puede hacer algo útil en una célula y luego exportar para su uso en otro lugar».

Alternativamente, en los patógenos, las membranas se pueden destruir para destruir las células, o los virus pueden colarse en las células para replicarse.

Luego, los científicos trabajarán en cómo controlar los poros basados ​​en ADN que se pueden activar con la luz para desarrollar retinas sintéticas a partir de partes completamente nuevas.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Nueva Gales del Sur. Original escrito por Diane Nazaroff. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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