Průchod DNA nanostruktur do živé buňky skrz plazmatickou membránu pomocí endocytózy. Kredit: Fyzikální ústav AV ČR

DNA nanotechnologie na vzestupu

Nanostruktury uměle vytvořené z DNA mohou působit jako strukturální i funkční prvek. Nenesou v sobě genetickou informaci, ale buňkami jsou velmi dobře přijímané.

Vědci z Laboratoře biofyziky z Oddělení optických a biofyzikálních systémů přispěli do oblasti DNA nanotechnologií nedávnou systematickou analýzou. Autoři pod vedením Olega Lunova v ní shrnují současný stav znalostí o interakcích nanostruktur DNA (DN) s buňkami a identifikují klíčové výzvy z pohledu buněčné biologie, které stojí na cestě k jejich klinickému využití. Analýzu publikoval prestižní vědecký časopis Acta Biomaterialia. Práce vznikala v rámci pokračující spolupráce s týmem prof. Nicholase Stephanopoulose z Arizona State University.

Autoři již dříve odhalili, jak proteinový obal ovlivňuje fungování DN uvnitř buněk. V rámci svého nejnovějšího článku se krom studia proteinového obalu zaměřili také na analýzu interakce DN ligandů s proteiny buněčného povrchu. Přesněji to, jakým způsobem dochází k jejich vazbě na okolní buňky, cytotoxicitu a interakci DN s živými buňkami.

„DNA nanostruktury mají velký biomedicínský potenciál. Očekáváme, že v blízké budoucnosti s nimi uvidíme řadu aplikací přenesených do klinického použití. Pro klinický úspěch DNA nanostruktur je ovšem zásadní pochopení výzev a omezení jejich terapeutické aplikace. Tato naše kritická analýza pomůže výzkumníkům vytvořit plán pro jejich překonání,“ řekl vedoucí výzkumného týmu Oleg Lunov.

Nejnovější přehled vypracovaný týmem z Laboratoře biofyziky identifikuje některé výzvy v oblasti DN, včetně jejich stability za fyziologických podmínek či důležitosti výběru buněčného modelu, čili typu a linie buněk využitých v rámci výzkumu. Dále poukazuje na nutnost sjednocení pravidel při přípravě DN, jejich charakterizaci a pokusech s nimi i na potřebu využití modelů in vivo, které přinášejí relevantnější výsledky v případě jejich budoucího využití v humánní medicíně. Hovoří i o sekvestraci jater (oddělování odumřelé části tkáně od živé). Právě játra jsou specificky zmiňována proto, že drtivá většina nanomateriálů se odbourává právě v nich.

„Zapojení jednoho z našich týmů do špičkového interdisciplinárního výzkumu ve spolupráci s prestižním americkým pracovištěm považuji za vynikající úspěch. Ukazuje se, že mezioborovost, na kterou jsme na sekci optiky vsadili, se vyplácí a náš výzkum dostává na světovou úroveň. Propojení fyziky, chemie a biologie má potenciál v budoucnosti změnit pohled na vědu a v mnohém vylepšit naše každodenní životy,“ říká Alexandr Dejneka, vedoucí Sekce optiky, do které Laboratoř biofyziky patří.

Nanostruktury uměle vytvořené z DNA mohou působit jako strukturální i funkční prvek. Protože jde v podstatě jen o model obalu samotné DNA, nenesou v sobě genetickou informaci, ale buňkami jsou velmi dobře přijímané. Představují jedinečný kompozitní materiál s různými aplikacemi v biomedicíně a slibují překonat přetrvávající výzvy v oblasti nanobiotechnologií. Široké využití mohou najít například v oblasti cíleného doručování léčiv, nebo v aplikacích jako je biosensing, buněčná modulace či bioimaging. Interakce mezi uměle vytvořenými DN a živými buňkami ještě nejsou dostatečně prozkoumány a popsány. I k tomu by měla napomoci tato analýza.


Překlápění fosfolipidu na plazmatické membráně je známkou programované buněčné smrti. V tomto případě ji způsobily léky uvolněné z DNA nanostruktury pohlcené buňkou.

oznámení Fyzikálního úustavu AV ČR

Astronomové detekovali bublinu plynu obíhající kolem superhmotné černé díry v centru naší Galaxie

Pomocí radioteleskopu ALMA astronomové zachytili známky ‚horké skvrny‘ obíhající kolem superhmotné černé díry Sagittarius A*, …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close