Een team van wetenschappers van de Universiteit van Chicago ontwierp een manier om microscopisch kleine capsules gemaakt van DNA te gebruiken om een ​​lading minuscule moleculen rechtstreeks in een cel af te leveren. De techniek, gedetailleerd 21 augustus in Nature Nanotechnology, geeft wetenschappers de kans om bepaalde interacties tussen cellen te begrijpen die voorheen moeilijk te volgen waren.

"Het is echt een moleculair platform, " zei Yamuna Krishnan, professor in de chemie en co-auteur van de studie. "Er zijn tal van onderzoeksproblemen, van cardiologie tot neurobiologie, die een systeem als dit nodig hebben om zeer snelle moleculaire fenomenen te bestuderen, dus het kan op verschillende manieren worden toegepast."

Cellen praten met elkaar in chemisch gefluister dat te snel gebeurt voor wetenschappers om nauwkeurig te bestuderen, zei Krishnan. Haar team richtte zich op een klasse van dergelijke chemische communicatie, bekend als neurosteroïden.

Wetenschappers weten dat neurosteroïden betrokken zijn bij neuronale gezondheid, maar ze zijn moeilijk te bestuderen omdat ze werken op haartriggers. "Op het moment dat je een neurosteroïde toevoegt, het neuron is al afgevuurd, ' zei Krishnan.

Onderzoekers willen een overzicht van wat er in de cel gebeurt als de neurosteroïde zijn rol speelt in de ingewikkelde signaaldans in een neuron. Om dit te doen, ze moesten de neurosteroïden in een klein pakketje in de cel krijgen, laat ze op commando los en volg dan wat er gebeurt. Maar het is moeilijk om een ​​afgiftesysteem zo luchtdicht te maken dat het niet een paar moleculen lekt voordat alles is opgezet.

Voor deze taak is Krishnan had een oplossing:haar lab bouwt kleine machines uit DNA. Het is een goed materiaal, want net als een set Lego, het heeft standaard in elkaar grijpende stukken die het gemakkelijk maken om in configuraties in te bouwen. En aangezien het is gemaakt van delen die al in het lichaam zitten, het kan onschadelijk oplossen zodra het doel is bereikt.

Het lab maakte kleine structuren - icosaëdrische, als een 20-zijdige dobbelsteen - met twee helften die samen klemmen rond een lading moleculen om een ​​capsule te vormen. Elke capsule is slechts 20 nanometer groot; dat is duizend keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar.

De volgende stap was om ze naar belangrijke locaties in het lichaam te sturen door de juiste moleculaire "adressen" naar bepaalde cellen te vinden, en lijm ze op de capsule. (Wetenschappers vinden deze adressen door te bestuderen hoe virussen en bacteriën zich aanscherpen op bepaalde delen van het lichaam.) Om de lading uit de capsule te halen, de wetenschappers schijnen gewoon een licht op de cellen.

Ze testten en bevestigden het systeem in wormen en konden de kinetiek van de neurosteroïden meten, voorheen een ongrijpbaar proces, zeiden de auteurs.

op een dag, Krishnan zei, de technologie kan worden gebruikt om medicijnen of behandelingen aan bepaalde delen van het lichaam te leveren, maar het hunne was een case study om de methode te onderzoeken als een manier om ons eigen lichaam en hoe het werkt beter te begrijpen.