Forscher in Japan haben eine neue Methode zur Reinigung von cholesterinmodifizierten DNA-Nanostrukturen entwickelt, die zur Funktionalisierung molekularer Roboterkörper (Lipidvesikel) verwendet werden könnten. Die Studie war eine Zusammenarbeit zwischen Yusuke Sato vom Kyushu Institute of Technology und Shin-ichiro M. Nomura von der Tohoku-Universität, und die Arbeit wurde in veröffentlicht ChemBioChem.
Um die DNA-Nanostrukturen aufzureinigen, mischten die Forscher zunächst Tenside mit den Materialien für die DNA-Sechshelix-Bündel mit vier Cholesterin-modifizierter DNA. Aufgrund der Hydrophobie des Cholesterins ließen sich solche DNA-Nanostrukturen im Allgemeinen leicht in wässriger Lösung aggregieren. Die Zugabe von Tensiden half, die Aggregation zu vermeiden und ermöglichte die Reinigung der Zielstrukturen von den Aggregaten.
Anschließend trennten die Forscher die Ziel-DNA-Nanostrukturen von den Aggregaten durch eine Gelelektrophorese. Die getrennten DNA-Nanostrukturen wurden aus dem Gel extrahiert.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Art, Menge und Zeitpunkt der Zugabe des Tensids wichtige Parameter für die Steigerung der Endreinigungsausbeute waren. Schließlich bestätigten Sato und Nomura, dass die gereinigte Struktur die Fähigkeit zur Bindung der Lipidvesikeloberfläche beibehielt.
Das von Sato und Nomura entwickelte Verfahren basiert auf einem einfachen Ansatz der Zugabe von Tensiden unter geeigneten Bedingungen. Daher kann dieses Verfahren mit anderen herkömmlichen Reinigungsverfahren kombiniert werden, die nicht auf das auf Elektrophorese basierende Verfahren beschränkt sind.
„Wir glauben, dass solche gereinigten hydrophoben DNA-Nanostrukturen für die Konstruktion künstlicher Zellen und molekularer Roboter nützlich sein werden, die komplexe Funktionen aufweisen, indem funktionalisierte Lipidmembranen mit DNA-Nanostrukturen verwendet werden“, sagen Sato und Nomura.
Das Forschungsteam wird als nächstes daran arbeiten, die molekulare Kommunikationsfunktion auf molekularen Robotern durch selektiven molekularen Transport und die Verbindung mehrerer Lipidvesikel zu implementieren.
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Shoji Iwabuchi et al, Surfactant‐Assisted Purification of Hydrophobic DNA Nanostructures, ChemBioChem (2022). DOI: 10.1002/cbic.202200568