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中科院上海應(yīng)用物理研究所樊春海課題組和黃慶課題組，應(yīng)用一系列先進(jìn)的細(xì)胞顯微成像技術(shù),，并結(jié)合生物化學(xué)手段,，清晰展示了一類自組裝DNA四面體結(jié)構(gòu)在活細(xì)胞中的攝取與轉(zhuǎn)運(yùn)過程，為其在藥物載運(yùn)和治療方面的應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ),。相關(guān)成果日前以封面論文形式發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志,。 DNA不僅是生命的密碼，還可作為制造納米級構(gòu)件和機(jī)器的通用元件,。利用DNA分子的自組裝特性,，DNA納米技術(shù)領(lǐng)域的研究者可以根據(jù)簡單的核酸堿基配對法則，設(shè)計并在試管中構(gòu)造出精確而復(fù)雜的DNA納米結(jié)構(gòu),。 DNA四面體結(jié)構(gòu)是一類重要的自組裝DNA納米結(jié)構(gòu),。2011年，樊春海和黃慶課題組在國際上首次報道了DNA四面體結(jié)構(gòu)可以作為一種納米尺度的藥物載體,，將具有免疫刺激效應(yīng)的CpG寡核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞并刺激產(chǎn)生特定的細(xì)胞因子,，其有望成為一種免疫治療藥物。然而,，細(xì)胞膜具有負(fù)電性,，通常會將同樣帶有負(fù)電荷的核酸分子屏蔽在膜外。這些DNA納米結(jié)構(gòu)如何穿越細(xì)胞膜屏障進(jìn)入細(xì)胞成為一個謎,。 此次科學(xué)家利用全內(nèi)反射顯微鏡,、單粒子示蹤等細(xì)胞成像技術(shù)，實(shí)時觀察到了DNA四面體結(jié)構(gòu)穿過細(xì)胞膜并在胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)倪^程,，同時揭示了其最終命運(yùn),。研究表明，DNA四面體結(jié)構(gòu)的細(xì)胞攝取是一種能量依賴過程,，在細(xì)胞膜上的小窩蛋白介導(dǎo)下產(chǎn)生內(nèi)吞,，該過程可在1分鐘內(nèi)完成。之后,，DNA四面體結(jié)構(gòu)通過由微管蛋白構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸,，并最終到達(dá)溶酶體而被降解。 “當(dāng)DNA四面體結(jié)構(gòu)被連接上信號肽分子后,，還可以改變細(xì)胞命運(yùn),。例如，載有核定位序列NLS的DNA四面體結(jié)構(gòu),，可以從溶酶體中逃逸出來進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),?！狈汉１硎荆?dāng)DNA分子組裝成納米結(jié)構(gòu)后,，可以像病毒一樣借用細(xì)胞本身的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)“侵染”細(xì)胞,，這為研制納米機(jī)器人最終實(shí)現(xiàn)納米診療提供了新的可能。
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