DNA Origami を使用して、これらの科学者はウイルスタンパク質に最適なパッケージングを提供します

Jul 31, 2023

健康 - 「DNA 折り紙」構造のサイズはわずか数十ナノメートルで、完全に DNA でできています。 ウイルスタンパク質が付着する可能性があります。

医薬品を体内に適切に輸送するには、適切な包装が必要です。 ウイルスのタンパク質のコーティングはそれを可能にしますが、ウイルスの形状は主にウイルスの遺伝的特性によって決まります。 だからこそ研究者らは、ナノパッケージが望ましい形状になるように、ナノパッケージの形状とサイズを制御する技術を開発したのです。 つまり、DNAを持った折り紙のようなもの。

このハイテク改修は、ヘルシンキ大学（フィンランド）、グリフィス大学（オーストラリア）、タンペレ大学（フィンランド）、トゥウェンテ大学（オランダ）の研究者とアアルト大学（フィンランド）で共同で実施されました。 研究者らは、植物ウイルスのタンパク質の殻をさまざまな形に再プログラムすることに成功した。 彼らはDNAをナノスケールで折り畳んで、その周囲にタンパク質の鞘が形成される鋳型として機能させた。 彼らはその結果を科学雑誌「Nature Nanotechnology」に発表した。

研究者らは「DNA折り紙」構造を使用した。 これらの構造のサイズはわずか数十から数百ナノメートルで、完全に DNA でできています。 DNA を目的の形状に正確に折り畳むことで、ウイルスタンパク質が付着できるテンプレートが作成されます。 「これは、平らな紙を使って魅力的な構造を 3D で作る本物の折り紙のようなものです。 ここだけで、私たちは確かな DNA を使ってそれを行っています」と UTwente の Jeroen Cornelissen 氏は説明しました。

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ウイルスタンパク質は最終的に、これまで考えられていたよりもはるかに柔軟になりました。 「私たちはタンパク質の殻を使ってさまざまな構造を作ることに成功しました。たとえば、直管だけでなく、ドーナツなども作ることができました。 後者は、タンパク質マントルが通常持つ球状構造とはほぼ逆の形状です」とコーネリッセン氏は述べた。 これは、ウイルスのタンパク質に異なる形状を与える、シンプルですが非常に効果的な戦略です。

研究者らは、極低温電子顕微鏡を使用して、個々の分子のレベルに至るまで、ナノ構造の形成を非常に正確に視覚化しました。 約-200℃で、彼らは最小の変化を測定することに成功した。 高度に秩序化されたタンパク質がこの方法で画像化されたのはこれが初めてです。

研究者らはこの技術に大きな可能性を感じている。 アアルト大学のマウリ・コスティアイネン教授は、「私たちのアプローチは柔軟であり、4つの異なるウイルスのタンパク質で示されているように、1種類のタンパク質に限定されません」と付け加えた。 「さらに、RNA を折り紙に組み込むなど、テンプレートをさまざまな用途に適応させることができます。 有用なタンパク質や部位特異的なタンパク質は RNA に結合して、さらに複雑な形状や特性を得ることができます。」