Биофизики Санкт-Петербургского государственного университета придумали, как управлять химическими реакциями внутри клеток с помощью молекул-переключателей: они реагируют на изменение кислотности среды. Такие устройства могут доставлять лекарства точно к поражённой клетке, что особенно важно для противоопухолевых препаратов и биосенсоров. Кислотность опухолевых и здоровых тканей различается, поэтому переключатель срабатывает именно там, где нужно. Работа поддержана грантом РНФ и опубликована в журнале Analytical Chemistry.
В основе разработки — необычные последовательности ДНК: G-квадруплексы и i-мотивы. В отличие от привычной двойной спирали, они собираются из четырёх параллельных цепей. В нейтральной и щелочной среде участки ДНК соединяются, как застёжка-молния. Стоит среде стать кислее — i-мотив меняет форму, «молния» расстёгивается, и вместо неё появляются две компактные четырёхцепочечные структуры, похожие на бочонки. Механизм науке известен давно, но предсказать, при каких условиях сработает наноустройство, было трудно. А в биомедицине без точности и предсказуемости никуда.
Команда предложила две конструкции: с коротким одноцепочечным участком между G-квадруплексом и i-мотивом и с самостоятельными молекулярными структурами. Выяснилось, что момент срабатывания поддаётся точной настройке. Удлинишь соединительный участок — переключатель реагирует на менее кислую среду. Поменяешь прочность связи между компонентами — сдвинется порог срабатывания.
Доцент СПбГУ Пётр Соколов отметил, что на этих принципах в перспективе можно создать «умные» лекарства, которые включаются только в кислой среде опухоли, биосенсоры с настраиваемой чувствительностью и молекулярные логические устройства. На основе полученных данных уже построена математическая модель: она поможет проектировать молекулярные устройства с заданными характеристиками, а в будущем — инструменты, которые сами распознают изменения среды и реагируют на них нужным образом.
Источник: poisknews.ru
Хотите ежедневно видеть хотя бы одну хорошую новость? Подпишитесь:
