环球微速讯:全DNA纳米机器人可探索细胞过程

导读 【资料图】用DNA建造一个微型机器人,并用它来研究肉眼看不见的细胞过程——这不是科幻小说,而是法国国.....


【资料图】

用DNA建造一个微型机器人,用它来研究肉眼看不见的细胞过程——这不是科幻小说,而是法国国家健康与医学研究所(Inserm)、蒙彼利埃大学国家科研中心和科学家认真研究的主题。这种高度创新的纳米机器人可以更密切地研究微观水平的机械力,这对许多生物和病理过程至关重要,代表了重大的技术进步。相关研究发表在最新一期《自然》中·在通讯杂志上。

受微观尺度施加的机械力的影响,人体细胞触发了许多细胞过程所必需的生物信号,涉及到人体正常功能或疾病的发展。例如,触觉感知在一定程度上取决于对特定细胞感觉器施加机械力。除了触摸,这些对机械力敏感的感应器(称为机械感应器)还可以调节血管收缩、疼痛、呼吸,甚至耳朵中的声波。

这种细胞机械敏感性的功能障碍与癌症和许多其他疾病有关。癌细胞通过探测和不断适应其微环境的机械特性在体内迁移。机械感应器可以检测到特定的力,并将信息传递给细胞骨架。

目前,科学家对这些涉及细胞机械敏感性的分子机制的理解仍然非常有限。现有的技术可以用来施加控制力和研究这些机制,但它们是有限的。

寻找替代方案,Inserm研究员加埃坦·贝尔特领导的研究小组决定使用它DNA折叠法,即用DNA分子作为建筑材料,以预定义的形式组装3D纳米结构。

研究人员设计了三种DNA由折叠结构组成的纳米机器人的大小与人类细胞的大小相兼容,可以首次施加和控制分辨率为1皮牛顿(即1牛顿的万亿分之一)的力。这是基于人类的DNA第一次,自组装物体可以如此准确地施力。

该团队首先将机器人与识别机械感受器的分子连接起来。这使得机器人能够指向人体的一些细胞,并向定位在细胞表面的定向机械传感器施加力来激活它们。

研究人员表示,种工具对基础研究非常有价值,因为它可以用来更好地了解细胞机械敏感性的分子机制,并找到对机械敏感的新的细胞受体。有了纳米机器人,科学家们可以更准确地研究生物和病理过程的关键信号通路在施力时在细胞水平上被激活。

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