Научные работники TSRI демонстрируют repurposing ДНА для того чтобы создать новые вещества

ДНА эволюционированное для того чтобы хранить генетическая информация, но в принципе этот экстренныйый выпуск, цеп-как молекула можно также приспособиться для того чтобы сделать новые материалы. Химики на Научно-исследовательском Институте Scripps (TSRI) теперь опубликовывали важную демонстрацию этот repurposing ДНА для того чтобы создать новые вещества с возможными медицинскими применениями.

Диаграмма энзима (померанцового) помещая 2' - гидрогель azido-DNA/DNA (Лаборатория Romesberg Учтивости)

Флойд Romesberg TSRI и Tingjian Chen, в он-лайн опубликованное изучением в журнале Angewandte Chemie химии, показали что они смогло сделать несколько потенциально ценных химических изменений к нуклеотидам ДНА и произвести полезные количества доработанного ДНА. Химики продемонстрировали их новый подход путем делать Дна-основанный, вод-поглощенный гидрогель который в конечном счете может иметь множественные медицинские и научные пользы.

«ДНА имеет некоторые уникально свойства как материал, и с этой новой способностью доработать ее и скопировать ее полюбите нормальное ДНА, мы можем действительно начать исследовать некоторые интересные потенциальные применения,» сказал Romesberg, профессора химии на TSRI.

Лаборатория Romesberg над прошлой декадой помогла пионерским методам для делать доработанное ДНА, с конечной целью начинать ценные новые медицины, зонды и формы искусственной жизни материалов даже. Команда достигла важный основной этап работ в прошлом году при подвиг сообщенный в Химии Природы: развитие искусственного энзима полимеразы ДНА который может сделать экземпляры из доработанного ДНА, очень по мере того как нормальные полимеразы ДНА копируют нормальное ДНА.

Изменения ДНА испытанные в том изучении включили только приложение фтора (F) или methoxy moieties (O-CH3) к костяку сахара изменений нуклеотидов ДНА которые в принципе улучшили бы свойства Дна-основанных снадобиь. В новом изучении, Chen и Romesberg продемонстрировали несколько других изменений которые их полимераза SFM4-3 может скопировать и, в так делать, раскрыли дверь к конструкции доработанного ДНА для гораздо обширнее диапозона применения.

Одно из новых изменений добавляет azido группу (N3), удобную точку приложения для много других молекул через относительно легкий комплект вызванных методов «химией щелчка,» также pioneered на TSRI. Химики TSRI показали что полимераза SFM4-3 может скопировать azido-доработанные нуклеотиды с адекватней точностью воспроизведения и может в геометрической прогрессии усилить стренги этого доработанного ДНА используя общий метод лаборатории, цепная реакция полимеразы (PCR). Химию Щелчка можно после этого использовать для того чтобы добавить любое из большого разнообразия различных молекул к ДНА через azido группу.

«С химией azido-ДНА и щелчка, мы могли произвести сильно functionalized ДНА, включая ДНА доработанное с интенсивной концентрацией дневных молекул маяка и ДНА маркированное при химическая вызванная ручка биотином,» сказал Chen, который postdoctoral научно-исследовательский сотрудник в Лаборатории Romesberg.

Научные работники в более предварительной используемой демонстрацией химии щелчка для закрепления множественных стренг ДНА к централи, azido-доработанной стренге ДНА, создавая «структуру щетки бутылки». Они после этого использовали агрегат для того чтобы усилить ДНА через PCR для того чтобы получить большую сетку ДНА то; к их сярпризу; сформировал гидрогель подвергано действию к воде.

«Гидрогели фокус большого интереса эти дни потому что они имеют много потенциальные применения, хотя относительно немногие пути для их контролируемой продукции,» Romesberg сказали.

Новый Дна-основанный гидрогель повернул вне для того чтобы иметь некоторые интригуя свойства. Chen и Romesberg нашли что они смогли растворить его с энзимами Дна-вырезывания и более последней реформой оно в любой пожеланной прессформе используя Дна-соединяя энзимы, позволяющ им сформировать и реформировать гидрогель с новыми стабилизированными структурами. Протеины Испытания помещенные внутри гидрогель также сохранили их биохимическую деятельность.

«Мы думаем что этот гидрогель может иметь применения заколебаться от романных форм поставки снадобья к расти клеток в трехмерных культурах,» Chen сказал.

Исследователя продемонстрировали что полимеразу SFM4-3 также можно использовать для того чтобы скопировать и усилить ДНА которое было доработано с 3 другими типами добавлений к сахару костяка: группа (Cl) хлоро или амино группа (NH2), или гидроксила (OH) та совмещает с костяком для того чтобы сформировать сахар арабинозы.

Chen и Romesberg теперь ищут дополнительные изменения ДНА которые можно скопировать используя полимеразу SFM4-3. В тоже время, исследователя следуют специфические применения их доработанного ДНА, включая романные гидрогели.

«Дано что ДНА может иметь различные последовательности которые impart различные свойства, мы можем даже начать думать о эволюционируя nanomaterials с пожеланными деятельностями,» Romesberg сказало.

Источник: http://www.scripps.edu/news/press/2017/20171010RomesbergChin.html