Gli scienziati hanno trovato il modo migliore per far comunicare il DNA con le membrane del nostro corpo, aprendo la strada alla creazione di "mini computer biologici" in goccioline che hanno potenziali usi nel biorilevamento e nei vaccini mRNA.

Il Dr. Matthew Baker dell'UNSW e il Dr. Shelley Wickham dell'Università di Sydney hanno co-diretto lo studio, pubblicato di recente su Nucleic Acids Research .

Ha scoperto il modo migliore per progettare e costruire "nanostrutture" di DNA per manipolare efficacemente i liposomi sintetici, minuscole bolle che sono state tradizionalmente utilizzate per fornire farmaci per il cancro e altre malattie.

Ma modificando la forma, la porosità e la reattività dei liposomi, ci sono applicazioni molto più grandi, come la costruzione di piccoli sistemi molecolari che rilevano il loro ambiente e rispondono a un segnale per rilasciare un carico, come una molecola di farmaco quando si avvicina al suo bersaglio.

L'autore principale, il dottor Matt Baker della School of Biotechnology and Biomolecular Sciences dell'UNSW, afferma che lo studio ha scoperto come costruire "piccoli blocchi" dal DNA e ha elaborato il modo migliore per etichettare questi blocchi con il colesterolo per farli aderire ai lipidi, i costituenti principali di cellule vegetali e animali.

"Una delle principali applicazioni del nostro studio è il biorilevamento:potresti attaccare alcune goccioline in una persona o in un paziente, mentre si muove attraverso il corpo, registra l'ambiente locale, lo elabora e fornisce un risultato in modo da poter "leggere ad alta voce", l'ambiente locale, " dice il dottor Baker.

La nanotecnologia dei liposomi è diventata famosa con l'uso dei liposomi insieme ai vaccini a RNA come i vaccini Pfizer e Moderna COVID-19.

"Questo lavoro mostra nuovi modi per bloccare i liposomi in posizione e poi aprirli al momento giusto", afferma il dottor Baker.

"La cosa migliore è che sono costruiti dal basso verso l'alto a partire dalle singole parti che progettiamo, possiamo facilmente inserire e rimuovere componenti diversi per cambiare il modo in cui funzionano.

In precedenza gli scienziati hanno lottato per trovare le giuste condizioni tampone per lipidi e liposomi per assicurarsi che i loro "computer" del DNA si attaccassero effettivamente ai liposomi.

Hanno anche lottato con il modo migliore per decorare il DNA con il colesterolo in modo che non solo andasse alla membrana ma rimanesse lì per tutto il tempo necessario.

"È meglio sul bordo? Al centro? Un mucchio? Pochi? Il più vicino possibile alla struttura o il più lontano possibile?" dice il dottor Baker.

"Abbiamo esaminato tutte queste cose e abbiamo dimostrato che potevamo creare buone condizioni affinché le strutture del DNA si leghino ai liposomi in modo affidabile e 'facciano qualcosa'".

Il dottor Baker afferma che le membrane sono fondamentali nella vita in quanto consentono la formazione di compartimenti e quindi la separazione di diversi tipi di tessuti e cellule.

"Tutto questo dipende dal fatto che le membrane sono generalmente abbastanza impermeabili", afferma.

"Qui abbiamo costruito una nanotecnologia del DNA totalmente nuova in cui possiamo praticare fori nelle membrane, su richiesta, per essere in grado di trasmettere segnali importanti attraverso una membrana.

"Questa è in definitiva la base nella vita di come le cellule comunicano tra loro e come qualcosa di utile può essere creato in una cella e quindi esportato per essere utilizzato altrove".

In alternativa, nei patogeni, le membrane possono essere interrotte per distruggere le cellule, oppure i virus possono intrufolarsi nelle cellule per replicarsi.

Gli scienziati lavoreranno poi su come controllare i pori basati sul DNA che possono essere attivati ​​con la luce per sviluppare retine sintetiche da parti completamente nuove. + Esplora ulteriormente

Gli effetti della corona proteica sulle interazioni dei liposomi visualizzati con AIE con ce