Voor jaren, RNA leek een ongrijpbaar hulpmiddel in nanotechnologisch onderzoek. Hoewel gemakkelijk te manipuleren in het laboratorium, RNA is vatbaar voor snelle vernietiging in het lichaam wanneer het wordt geconfronteerd met een algemeen gevonden enzym. "Het enzym RNase knipt RNA willekeurig in kleine stukjes, zeer efficiënt en binnen enkele minuten, " legt Peixuan Guo van de Universiteit van Cincinnati uit.

Maar door een chemische groep in het macromolecuul te vervangen, Dr. Guo zegt dat hij en collega-onderzoekers een manier hebben gevonden om RNase te omzeilen en stabiele driedimensionale configuraties van RNA te creëren. de mogelijkheden voor RNA in nanotechnologie enorm vergroten. Dr. Guo en zijn collega's publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift ACS Nano . Dr. Guo is de co-hoofdonderzoeker van het Cancer Nanotechnology Platform Partnership aan de Universiteit van Cincinnati, een van de 12 dergelijke partnerschappen die worden gefinancierd door het National Cancer Institute.

In hun werk, Dr. Guo en zijn collega's concentreerden zich op de riboseringen die, samen met afwisselende fosfaatgroepen, vormen de ruggengraat van RNA. Door een deel van de ribosering te veranderen, Dr. Guo en zijn team veranderden de structuur van het molecuul, waardoor het niet in staat is te binden met RNase en bestand is tegen afbraak. "RNase-interactie met RNA vereist een match van structurele conformatie, " legde hij uit. "Als de RNA-conformatie is veranderd, de RNase kan RNA niet herkennen en de binding wordt een probleem." Hoewel eerdere onderzoekers hebben aangetoond dat deze wijziging RNA stabiel maakt in een dubbele helix, Dr. Guo zegt dat ze het potentieel ervan om de vouwing van RNA in een driedimensionale structuur die nodig is voor nanotechnologie, niet hebben bestudeerd.

Na het maken van het RNA-nanodeeltje, Guo en zijn collega's gebruikten het met succes om de DNA-verpakkings-nanomotor van bacteriofaag phi29 aan te drijven, een virus dat bacteriën infecteert. "We ontdekten dat het gemodificeerde RNA zich op de juiste manier in zijn 3D-structuur kan vouwen, en kan zijn biologische functies uitvoeren na modificatie, " zegt Guo. "Onze resultaten tonen aan dat het praktisch is om RNase-resistente, biologisch actief, en stabiel RNA voor toepassing in nanotechnologie."

Omdat stabiele RNA-moleculen kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan nanostructuren te assembleren, Guo zegt dat ze een ideaal hulpmiddel zijn om gerichte therapieën te leveren aan kankercellen of viraal geïnfecteerde cellen. "RNA-nanodeeltjes kunnen worden gefabriceerd met een mate van eenvoud die kenmerkend is voor DNA, terwijl ze een veelzijdige structuur en katalytische functie hebben die vergelijkbaar is met die van eiwitten. Met deze RNA-modificatie, hopelijk kunnen we nieuwe studierichtingen openen in RNA-nanotechnologie."

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, "Vervaardiging van stabiele en RNasae-resistente RNA-nanodeeltjes die actief zijn in het afstemmen van de nanomotoren voor virale DNA-verpakkingstechniek van zelf-geassembleerd platform voor nanodeeltjes voor nauwkeurig gecontroleerde combinatietherapie, " werd gedeeltelijk ondersteund door de NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker. Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.