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JACS:基于DNA序列的新型纳米传感器或可助力癌症疗法研究

来源:生物谷 2014-05-10 15:49

2014年5月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自意大利罗马第二大学等处的研究人员通过研究利用DNA开发出了一种新型工具,其可以对癌症细胞产生的化学变化进行检测并作出反应,这或许可以帮助将药物成功运送至肿瘤细胞进行作用,相关研究成果刊登于国际杂志Journal of American Chemical Society上。

文章中研究者利用纳米传感器在纳米尺度上测定了癌细胞的pH改变情况,判定癌细胞是酸性还是碱性的;许多生物分子比如酶类或者蛋白质都是会因为pH的轻微改变而被强烈调节,这些改变随后就会影响一些催化酶类的活性、蛋白质装配以及细胞膜的功能。

相比正常细胞,癌细胞通常具有较低的pH值,而癌细胞里面的pH值比细胞外部高,在活的有机体中pH的轻微改变会在小范围区域中发生,因此研究者开发出的纳米传感器可以测定癌细胞中的pH改变情况,这就为开发新型体内成像技术、药物运输技术和临床诊断策略提供了新的思路。

Vallée-Bélisle博士说道,DNA是我们构件传感器或纳米机器的良好物质,通过利用特殊的DNA序列就可以构建出pH敏感型的三股螺旋,因此我们设计出了一种多样化的纳米传感器,其可以在特殊的pH值范围内发出荧光,当pH值达到一定数字后特殊传感器就会发出荧光信号,比如对特殊疾病进行检测等。

未来这种新型的纳米技术也将应用于开发新型药物运输平台中去,一旦其开发成功就可以帮助科学家释放出特定的化疗治疗性药物至肿瘤细胞中实施靶向杀灭作用。(生物谷Bioon.com)

 

Programmable pH-Triggered DNA Nanoswitches

Andrea Idili †‡, Alexis Vallée-Bélisle *§, and Francesco Ricci *†‡

 

We have designed programmable DNA-based nanoswitches whose closing/opening can be triggered over specific different pH windows. These nanoswitches form an intramolecular triplex DNA structure through pH-sensitive parallel Hoogsteen interactions. We demonstrate that by simply changing the relative content of TAT/CGC triplets in the switches, we can rationally tune their pH dependence over more than 5 pH units. The ability to design DNA-based switches with tunable pH dependence provides the opportunity to engineer pH nanosensors with unprecedented wide sensitivity to pH changes. For example, by mixing in the same solution three switches with different pH sensitivity, we developed a pH nanosensor that can precisely monitor pH variations over 5.5 units of pH. With their fast response time (<200 ms) and high reversibility, these pH-triggered nanoswitches appear particularly suitable for applications ranging from the real-time monitoring of pH changes in vivo to the development of pH sensitive smart nanomaterials.

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