Per anni, L'RNA è sembrato uno strumento sfuggente nella ricerca sulle nanotecnologie. Sebbene sia facilmente manipolabile in laboratorio, L'RNA è suscettibile di una rapida distruzione nel corpo se confrontato con un enzima comunemente trovato. "L'enzima RNasi taglia a caso l'RNA in piccoli pezzi, in modo molto efficiente e in pochi minuti, " spiega Peixuan Guo dell'Università di Cincinnati.
Ma sostituendo un gruppo chimico nella macromolecola, Il dottor Guo afferma che lui e altri ricercatori hanno trovato un modo per bypassare la RNasi e creare configurazioni tridimensionali stabili di RNA, ampliando notevolmente le possibilità per l'RNA nella nanotecnologia. Il Dr. Guo e i suoi colleghi hanno pubblicato le loro scoperte sulla rivista ACS Nano . Il Dr. Guo è il co-investigatore principale della Cancer Nanotechnology Platform Partnership presso l'Università di Cincinnati, una delle 12 partnership di questo tipo finanziate dal National Cancer Institute.
Nel loro lavoro, Il Dr. Guo e i suoi colleghi si sono concentrati sugli anelli di ribosio che, insieme a gruppi fosfato alternati, costituiscono la spina dorsale dell'RNA. Modificando una sezione dell'anello ribosio, Il dottor Guo e il suo team hanno alterato la struttura della molecola, rendendolo incapace di legarsi con RNasi e in grado di resistere alla degradazione. "L'interazione della RNasi con l'RNA richiede una corrispondenza di conformazione strutturale, " ha spiegato. "Quando la conformazione dell'RNA è cambiata, la RNasi non può riconoscere l'RNA e il legame diventa un problema." Mentre i ricercatori precedenti hanno dimostrato che questa alterazione rende l'RNA stabile in una doppia elica, Il Dr. Guo dice che non hanno studiato il suo potenziale per influenzare il ripiegamento dell'RNA in una struttura tridimensionale necessaria per la nanotecnologia.
Dopo aver creato la nanoparticella di RNA, Guo e i suoi colleghi lo hanno usato con successo per alimentare il nanomotore di confezionamento del DNA del batteriofago phi29, un virus che infetta i batteri. "Abbiamo scoperto che l'RNA modificato può ripiegarsi nella sua struttura 3-D in modo appropriato, e può svolgere le sue funzioni biologiche dopo la modifica, " dice Guo. "I nostri risultati dimostrano che è pratico produrre RNasi resistenti, biologicamente attivo, e RNA stabile per applicazioni in nanotecnologia."
Poiché le molecole di RNA stabili possono essere utilizzate per assemblare una varietà di nanostrutture, Guo afferma che sono uno strumento ideale per fornire terapie mirate a cellule cancerose o infette da virus. "Le nanoparticelle di RNA possono essere fabbricate con un livello di semplicità caratteristico del DNA pur possedendo una struttura versatile e una funzione catalitica simile a quella delle proteine. Con questa modifica dell'RNA, speriamo di poter aprire nuove strade di studio nella nanotecnologia dell'RNA".
Questo lavoro, che è dettagliato in un documento intitolato, "Fabbricazione di nanoparticelle di RNA stabili e resistenti alle RNasi attive nell'ingranaggio dei nanomotori per il confezionamento di DNA virale Ingegneria della piattaforma di nanoparticelle autoassemblate per la terapia farmacologica combinata controllata con precisione, " è stato in parte sostenuto dalla NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, un'iniziativa globale progettata per accelerare l'applicazione delle nanotecnologie alla prevenzione, diagnosi, e cura del cancro. Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito web della rivista.
