Onderzoekers van Griffith University hebben een sleutelrol gespeeld bij het gebruik van DNA-origami-sjablonen om de manier te controleren waarop virussen worden samengesteld.

Het mondiale team achter het onderzoek, getiteld 'DNA-origami-directed virus capside polymorphism', gepubliceerd in Nature Nanotechnology , heeft een manier ontwikkeld om de assemblage van viruscapsides (de eiwitomhulling van virussen) onder fysiologische omstandigheden op een precieze en programmeerbare manier te sturen.

Dr. Frank Sainsbury en Dr. Donna McNeale van het Griffith Institute for Drug Discovery maakten deel uit van het onderzoeksteam en zeiden dat het dwingen van virussen om zich te verzamelen op DNA dat in verschillende vormen is gevouwen "zoals origami" een vraag was die dit project beantwoordde.

"We hebben controle gekregen over de vorm, grootte en topologie van viruseiwitten door door de gebruiker gedefinieerde DNA-origami-nanostructuren te gebruiken als bindings- en assemblageplatforms, die ingebed raakten in de capside", aldus Dr. Sainsbury.

"De viruseiwitcoatings zouden de ingekapselde DNA-origami kunnen beschermen tegen afbraak.

"Deze activiteit lijkt meer op het inpakken van een cadeautje:de viruseiwitten zetten zich af bovenop de andere vorm die wordt gedefinieerd door de DNA-origamivorm.

"En verschillende viruseiwitten zijn als verschillend inpakpapier, wat relevant zou zijn voor verschillende toepassingen van de gecoate DNA-origami."

Nauwkeurige controle over de grootte en vorm van viruseiwitten zou voordelen hebben bij de ontwikkeling van nieuwe vaccins en toedieningssystemen.

"Maar de huidige tools om het assemblageproces op een programmeerbare manier te controleren waren ongrijpbaar", zei Dr. McNeale.

"Onze aanpak is ook niet beperkt tot een enkel type viruscapside-eiwiteenheid en kan ook worden toegepast op RNA-DNA-origamistructuren om de weg vrij te maken voor de volgende generatie vrachtbescherming en targetingstrategieën."

Momenteel werken Dr. Sainsbury en zijn team aan een diepgaander inzicht in hoe verschillende virussen zichzelf assembleren en hoe ze kunnen worden gebruikt om verschillende ladingen in te kapselen.

Hierdoor kunnen ze nog meer virusachtige deeltjes ontwerpen en aanpassen voor een reeks toepassingen. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat één virus dat bij muizen wordt aangetroffen, in staat is eiwitladingen door onherbergzame omgevingen naar een specifiek subcellulair compartiment in menselijke cellen te transporteren.

“Met de enorme bestaande ontwerpruimte onder virussen die als dragers kunnen worden gebruikt, valt er nog veel te leren van het bestuderen ervan. We zullen de grenzen blijven verleggen van hoe virusachtige deeltjes zich kunnen assembleren en wat er kan worden geleerd van het gebruik ervan. als medicijntransporteurs, vaccins en biochemische reactievaten,” zei Dr. Sainsbury.

In de volgende fase van het onderzoek van het GRIDD-team zal deze aanpak worden gebruikt om te onderzoeken waarom virussen zich niet zelf in verschillende vormen verzamelen.

Meer informatie: DNA-origami-gericht viruscapsidepolymorfisme, Natuurnanotechnologie (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01443-x, https://www.nature.com/articles/s41565-023-01443-x

Journaalinformatie: Natuurnanotechnologie

Aangeboden door Griffith University