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结构性设计的DNA星可对登革热病毒进行超灵敏测试

导读 纽约州特洛伊市-通过使用结构DNA纳米技术将DNA片段折叠成五角星的形状,研究人员创建了一个陷阱,可以捕捉漂浮在血液中的登革热病毒。弹起

纽约州特洛伊市-通过使用结构DNA纳米技术将DNA片段折叠成五角星的形状,研究人员创建了一个陷阱,可以捕捉漂浮在血液中的登革热病毒。弹起后,陷阱-无毒并且可以从体内自然清除-亮起。这是迄今为止针对蚊媒疾病最敏感的测试。

该检测技术今天在《自然化学》上发表,可以扩展到其他病毒,并适用于杀死它所诱捕的病毒。

该研究的通讯作者,化学助理教授,生物技术和跨学科研究中心成员王兴说:“这比检测登革热的其他任何方法都灵敏,比临床试验高出100倍。”研究时位于伦斯勒理工学院(CBIS)。“结合紧密,特异性高,使我们能够在感染的第一天就区分出登革热的存在。”

陷阱可能对许多不同的病毒有效,因为为了感染其宿主,所有病毒必须首先锁在细胞壁上并将其遗传指令散布到细胞中。在CBIS进行的2016年研究中,伦斯勒化学家罗伯特·林哈特(Robert Linhardt)和伦斯勒化学工程师乔纳森·多迪克(Jonathan Dordick)构建了一种合成聚合物,该聚合物与流感病毒上的一系列唾液酸闩锁点相匹配。在肺部,流感必须与唾液酸结合才能侵入肺细胞。合成诱捕器起诱饵的作用,在将流行性感冒锁入肺细胞之前就将其捕获。

该处理在14天内将小鼠的A型流感死亡率从100%降低至25%。但是,新研究的共同作者Linhardt和Dordick希望他们用作诱捕器框架的合成聚合物可能对身体有毒,因此不太可能被接受作为治疗剂。

Wang说,结构DNA纳米技术是将DNA链折叠成设计的,定制的几何形状和物体的一种既定方法,为研究团队提供了一种无毒,可生物降解的替代方法,可以在其上构建新的陷阱。像密切相关的寨卡病毒一样,登革热的球形表面散布着多个闩锁点,以捕获细胞表面。

通过将各种DNA纳米结构形状叠加到病毒的图像上,研究小组确定了五角星-他们称其为“ DNA星”-作为DNA形状上的点与病毒上的闩锁点之间的最佳匹配。

Wang率先产生了DNA星。他还附加了特定的适体-病毒闩锁将与之结合的分子-精确地固定在恒星的尖端和顶点,以便它们与闩锁在病毒上的分布对齐。

现在位于伊利诺伊大学香槟分校的王说:“您可以将恒星覆盖在病毒上,并精确地瞄准整个球体的半球。”“所有靶向这种病毒抗原的配体都可以完美地覆盖在DNA星上。如果我们只能在一个地方建立连接,那将是一种弱结合剂,但是有十个适体将病毒连接到星上,我们会紧紧控制目标。”

一旦与病毒结合,DNA星就会开始发出荧光,使其在血液测试中很容易看见。

“使用设计人员的DNA纳米体系结构作为诊断工具是第一步。下一步是一旦结合病毒就将其杀死。这也可以通过使用具有更好生物稳定性的DNA折纸纳米平台来重建DNA星形来完成。适体”,林哈特说。“这是人们第一次以这种方式使用DNA纳米结构,但是这项技术是广泛的,我们可以期望将其用于许多其他应用。”

这项工作是CBIS出现的许多有希望的战略之一。

“这种变革性的发展将新颖的策略与新兴的医学解决方案技术相结合,而这些技术已经超越了传统方法。这正是CBIS跨学科环境旨在实现的研究类型,并且是工作水准的一个很好的例子我们正在生产。” CBIS主管Deepak Vashishth说。

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