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Comment négativement - les lipides chargés collent à négativement - l'ADN chargé et auto-dispensent en structures

Scientifiques étudiant la structure et l'interaction de négativement - les lipides et les Molécules d'ADN chargés ont produit un « livre de cuisine » pour une classe des systèmes de distribution non-toxiques d'ADN qui aideront des médecins et des directeurs de stage dans l'accouchement sûr et pertinent du médicament génétique.

Comme signalé dans la question du 9 août des Démarches de l'Académie Nationale des Sciences, les chercheurs ont maintenant réalisé une étude attentive et complète pour voir comment négativement - les lipides chargés collent à négativement - ADN chargé et auto-la dispensent en structures.

« Beaucoup d'organismes de recherche ont effectué des mélanges avec des ingrédients dans différentes parts et ont puis évalué leur efficacité dans l'accouchement de gène, mais c'est dur et exige beaucoup d'intuition, » a dit Gerard Wong, un professeur de scientifique et technique, de physique, et de bio-ingénierie de matériaux à l'Université de l'Illinois au l'Urbana-Champagne, et à l'auteur correspondant du papier.

« En comprenant une partie de la physique, nous avons maintenant des recettes pour les systèmes de distribution se réunissants avec différentes structures, qui peuvent avoir intrinsèquement différent, des efficiences contrôlables d'accouchement d'ADN, » Wong avons dit. « Nous avons constaté que la même famille des structures sont produites pour beaucoup de différents ions. »

La Thérapie génique est l'une des stratégies les plus prometteuses pour les remèdes se développants pour beaucoup d'héréditaire et de Maladies acquises. Des Protocoles ont été approuvés pour traiter le cancer, la mucoviscidose et les troubles neuromusculaires, par exemple, mais la livraison de l'ADN à l'emplacement correcte et l'obtention de la bonne quantité d'expression d'ADN sans détruire les cellules innocentes a le talon d'Achille été dans l'accouchement d'ADN.

franchement - les molécules synthétiques (cationiques) chargées colleront promptement sur négativement - les Molécules d'ADN chargées et avoir été utilisé pour l'accouchement d'ADN, mais ces molécules cationiques sont souvent toxiques aux cellules, Wong ont indiqué. Une alternative est d'utiliser négativement - les lipides (anioniques) chargés naturels qui ne nuiront pas à des cellules.

« Le problème est alors : « Comment collez-vous la Molécule d'ADN chargée d'a négativement - lipide chargé à a négativement - ? «  » a dit Wong, qui est également un chercheur à l'Institut de Beckman pour la Science et Technologie Avancée. « Une idée est de coller les lipides et l'ADN avec franchement - les ions chargés comme le calcium. »

Utilisant la diffusion des rayons X et la microscopie confocale Sous petit angle de synchrotron, le Wong et ses collègues -- l'ancien étudiant de troisième cycle Hongjun Liang (maintenant un chercheur post-doctoral de l'Illinois à l'Université de Californie à Santa Barbara) et le théoricien Daniel Dévaste aux Instituts de la Santé Nationaux -- vérifié comment différentes interactions ion-assistées ont été exprimées en structures lipide-ADN anioniques auto-assemblées.

Aux densités de charge faibles de membrane, par exemple, les lipides et les Molécules d'ADN anioniques auto-assemblent dans des structures avec des couches alternatives d'ADN et les membranes anioniques liées ensemble par des cations, Wong a dit. Aux densités de charge élevées de membrane, il y a une surprise : L'ADN est expulsé, laissant une pile de membranes anioniques collées ensemble par des cations -- une caractéristique technique qui pourrait s'avérer utile dans d'autres applications réglées d'accouchement de médicament.

Les structures hexagonales inversées également produites de chercheurs avec l'ADN encapsulé. « D'abord, les brins d'ADN sont enduits de franchement - les ions chargés, » Wong a dit. « Les torons sont alors enveloppés avec négativement - les lipides chargés et ressemblent aux tubes, qui sont alors groupés dans des arrangements hexagonaux. »

Employer les lipides anioniques naturels au lieu des lipides cationiques « produit une hiérarchie entière des interactions et un domaine beaucoup plus riche des structures, » Wong a dit, « qui ouvrent réellement des possibilités neuves. »

http://www.uiuc.edu/