ДНК-наноробот поможет изучать процессы в клетках

Французские ученые из Национального института здравоохранения и медицинских исследований Франции, Национального центра научных исследований и Университета Монпелье разработали ДНК-наноробота, который поможет в изучении механочувствительности клеток. Полученные знания нужны для лучшего понимания ряда болезней, например рака. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Клетки организма могут чувствовать механические силы, которые к ним прилагаются. В результате этого в клетках запускаются определенные сигнальные пути, что важно для нормального функционирования организма. Клетки способны регулировать на механические воздействия за счет механорецепторов. Их действие регулирует сужение сосудов, дыхание, ощущение боли, слух и т. д. При этом нарушение механочувствительности связано с рядом заболеваний, например с раковыми опухолями. Раковые клетки способны мигрировать по телу, постоянно адаптируясь к механическим свойствам сред.

Французские ученые предложили использовать нанороботов на основе ДНК для изучения механочувствительности клеток. Для разработки таких девайсов они использовали метод ДНК-оригами, в основе которого лежит самосборка 3D-наноструктур из ДНК. Полученный исследователями наноробот состоит из трех наноструктур. Он способен прикладывать силу в 1 пкН. Это одна триллионная часть ньютона, а 1 Н соответствует силе, с которой нужно нажать пальцем на ручку, чтобы щелкнуть ей. Это первый искусственный ДНК-нанообъект, который может прикладывать механическое давление с такой точностью.

Ученые присоединили к ДНК-нанороботу молекулу, которая распознает механорецепторы. Благодаря этому робота удалось направить к определенным клеткам, заставляя его оказывать давление на конкретные механорецепторы на их поверхности. Такой инструмент крайне важен для фундаментальных исследований в области механочувствительности.

Тем не менее, у ДНК-нанороботов есть одна проблема — в клетке они могут быть разрушены под действием ферментов, которые расщепляют ДНК. В настоящее время исследователи ищут способы модификации поверхности нанороботов, чтобы они были менее чувствительны к таким ферментам. Кроме того, ученые планируют попробовать использовать магнитное поле для активации нанороботов.