Foto: phys.org
Forma și morfologia unei celule joacă un rol cheie în funcția biologică. Acest lucru corespunde principiului „forma urmează funcției”, care este comun în domeniile moderne de design și arhitectură. Transferul acestui principiu la celulele artificiale este o provocare în biologia sintetică. Progresele în nanotehnologia ADN-ului oferă acum soluții promițătoare. Ele permit crearea de noi canale de transport care sunt suficient de mari pentru a facilita trecerea proteinelor terapeutice prin membranele celulare.
În acest domeniu emergent, a fost dezvoltat un instrument inovator pentru controlul formei și permeabilității membranelor lipidice din celulele sintetice. Aceste membrane sunt alcătuite din bistraturi lipidice care înglobează un compartiment apos și servesc ca modele simplificate de membrane biologice. Sunt utile pentru studierea dinamicii membranei, a interacțiunilor proteinelor și a comportamentului lipidic.
Acest nou instrument poate deschide calea pentru crearea de celule sintetice funcționale, o echipă de oameni de știință propunându-și să influențeze semnificativ cercetarea și dezvoltarea de noi terapii, până acum această echipă reușind să folosească nanoboți ADN dependenți de semnal pentru a permite interacțiuni programabile cu celulele sintetice.
Descoperirea ar putea transforma cercetarea medicală și înțelegerea noastră despre mecanica celulară, acești nanoboți microscopici fiind asemenea unor mașini inteligente, programabile, care își pot schimba forma și pot crea canale speciale în membranele celulare sintetice, permițând moleculelor mari precum proteinele terapeutice și medicamentele să treacă cu o precizie fără precedent.
În nanotehnologia ADN, echipa cercetătorilor a folosit structuri origami ADN ca nanoboți reconfigurabili care își pot schimba forma în mod reversibil și, prin urmare, pot influența mediul lor imediat în intervalul micrometrului.
Cercetătorii au descoperit că transformarea acestor nanoboți ADN poate fi cuplată cu deformarea GUV-urilor și formarea de canale sintetice în membranele model GUV (vezicule unilamelare gigant). Aceste canale au permis moleculelor mari să treacă prin membrană și pot fi resigilate dacă este necesar.
Această nouă descoperire reprezintă un pas important pentru înțelegerea mecanismelor bolii și îmbunătățirea terapiilor. Sistemul de canale transmembranare, creat de nanoboții ADN, permite trecerea eficientă a anumitor molecule și substanțe în celule. Cel mai important, aceste canale sunt mari și pot fi programate să se închidă atunci când este necesar.
Când este aplicat celulelor vii, acest sistem poate facilita transportul proteinelor sau enzimelor terapeutice către țintele lor din celulă. Oferă astfel noi posibilități de administrare a medicamentelor și a altor intervenții terapeutice.
