80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
仰大勇教授課題組 Nano Today：細胞內(nèi)DNA 納米顆粒貫序組裝實現(xiàn)溶酶體干擾和細胞行為調(diào)控
2024-03-14  來源：高分子科技

  近期，復(fù)旦大學(xué)/天津大學(xué)仰大勇教授與天津大學(xué)姚池教授、寇曉虹教授合作在DNA功能材料進行細胞器干擾和細胞行為調(diào)控方面取得新進展。該研究設(shè)計了一種DNA納米顆粒，可在活細胞中響應(yīng)溶酶體內(nèi)的酸性環(huán)境進行可控的貫序組裝，從而實現(xiàn)溶酶體干擾，進而調(diào)控一系列細胞行為，相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊Nano Today。博士生楊森和碩士生程宇為共同第一作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金等資助支持。


  最近的研究表明，在活細胞中構(gòu)建人工自組裝系統(tǒng)成為調(diào)控細胞形態(tài)、行為和命運行之有效的方法。細胞內(nèi)部具有多種獨特的微環(huán)境，例如，細胞質(zhì)中的高含量的鉀離子、谷胱甘肽、三磷酸腺苷、端粒酶的存在，以及溶酶體酸性環(huán)境（pH值為4.5 ~ 6.0）都可作為細胞內(nèi)刺激響應(yīng)因子，為材料的響應(yīng)自組裝提供有利條件。脫氧核糖核酸（DNA）作為一種天然的生物大分子，因其獨特的序列可編程性和精確識別能力而成為細胞內(nèi)組裝的理想材料。經(jīng)過設(shè)計的DNA模塊可對細胞內(nèi)pH值、酶和離子等環(huán)境刺激做出響應(yīng)，并相應(yīng)地動態(tài)組裝成更高層次的結(jié)構(gòu)。溶酶體是單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器，內(nèi)部呈酸性環(huán)境，含有多種水解酶。溶酶體參與控制細胞的生長、分裂和分化，是精密控制信號傳導(dǎo)、新陳代謝的重要場所。因此，溶酶體內(nèi)DNA模塊的酸響應(yīng)組裝是干擾細胞功能、影響細胞行為和命運的一條可行途徑。

 

圖1. DNA納米顆粒（DNPs）的構(gòu)建以及在溶酶體內(nèi)的貫序組裝過程。


  研究團隊提出了一種在活細胞中可控貫序組裝DNA納米顆粒（DNPs）的策略。DNPs能夠響應(yīng)溶酶體內(nèi)酸性環(huán)境發(fā)生貫序組裝，實現(xiàn)對溶酶體的干擾，進一步調(diào)控細胞運動和細胞自噬等細胞行為（圖1）。兩條超長DNA單鏈（DNA-chain-1 和 DNA-chain-2）是通過滾環(huán)擴增（RCA）合成的，其中包含24 nt的互補序列。二價金屬離子Mg2+可通過靜電作用將兩條超長DNA鏈分別壓縮成兩種DNPs（DNP-1和DNP-2）。這些DNPs具有很好的生物相容性，在非酸性環(huán)境中穩(wěn)定；在酸性環(huán)境中，由于氫離子（H+）與DNA的親和力高于Mg2+，Mg2+會被H+取代。在這種情況下，納米顆粒解離成DNA單鏈，完成第一步的解組裝，暴露出互補堿基。隨后，解散的單鏈通過堿基互補配對識別和組裝，形成DNA網(wǎng)絡(luò)。DNPs經(jīng)由內(nèi)體被細胞攝入后，內(nèi)體和初級溶酶體融合形成具有酸性環(huán)境的次級溶酶體，DNPs在其中消耗H+發(fā)生解離，改變了溶酶體的酸性環(huán)境，引起溶酶體酸度和水解酶活性降低，溶酶體膜通透性增加，從而導(dǎo)致參與細胞內(nèi)外蛋白水解的溶酶體組織蛋白酶D泄漏。溶酶體的一系列改變對細胞行為有顯著的調(diào)控作用，包括干擾細胞骨架、影響細胞黏附性、促進細胞遷移和侵襲以及提高細胞自噬水平。該工作提出了一種通過將亞細胞微環(huán)境與可精確編程的DNA材料組裝體系相結(jié)合來干擾細胞器和調(diào)控細胞行為的新策略。這一體系實現(xiàn)了納米材料在復(fù)雜細胞環(huán)境中的精準(zhǔn)貫序組裝，有助于解析活細胞中構(gòu)建人工貫序組裝系統(tǒng)對細胞器功能和細胞行為的作用機制，為生命系統(tǒng)的探索和重大疾病的診療提供了新途徑。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102224 


  仰大勇教授課題組以生物大分子DNA為研究主線，聚焦DNA生物功能材料化學(xué)組裝，探究生命系統(tǒng)運行機制，探索重大疾病的診斷治療新途徑。


  課題組招聘博士后研究人員，詳情請查看課題組主頁：http://yanglab-dna.com/

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞