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中科院上海應用物理研究所樊春海課題組和黃慶課題組,，應用一系列先進的細胞顯微成像技術,，并結(jié)合生物化學手段,，清晰展示了一類自組裝DNA四面體結(jié)構(gòu)在活細胞中的攝取與轉(zhuǎn)運過程，為其在藥物載運和治療方面的應用奠定了良好基礎,。相關成果日前以封面論文形式發(fā)表于《德國應用化學》雜志。 DNA不僅是生命的密碼,，還可作為制造納米級構(gòu)件和機器的通用元件,。利用DNA分子的自組裝特性，DNA納米技術領域的研究者可以根據(jù)簡單的核酸堿基配對法則,，設計并在試管中構(gòu)造出精確而復雜的DNA納米結(jié)構(gòu),。 DNA四面體結(jié)構(gòu)是一類重要的自組裝DNA納米結(jié)構(gòu)。2011年,，樊春海和黃慶課題組在國際上首次報道了DNA四面體結(jié)構(gòu)可以作為一種納米尺度的藥物載體,，將具有免疫刺激效應的CpG寡核苷酸轉(zhuǎn)運進入細胞并刺激產(chǎn)生特定的細胞因子，其有望成為一種免疫治療藥物,。然而,，細胞膜具有負電性，通常會將同樣帶有負電荷的核酸分子屏蔽在膜外,。這些DNA納米結(jié)構(gòu)如何穿越細胞膜屏障進入細胞成為一個謎,。 此次科學家利用全內(nèi)反射顯微鏡、單粒子示蹤等細胞成像技術,，實時觀察到了DNA四面體結(jié)構(gòu)穿過細胞膜并在胞內(nèi)運輸?shù)倪^程,，同時揭示了其最終命運。研究表明,，DNA四面體結(jié)構(gòu)的細胞攝取是一種能量依賴過程,，在細胞膜上的小窩蛋白介導下產(chǎn)生內(nèi)吞，該過程可在1分鐘內(nèi)完成,。之后,，DNA四面體結(jié)構(gòu)通過由微管蛋白構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)進行運輸，并最終到達溶酶體而被降解,。 “當DNA四面體結(jié)構(gòu)被連接上信號肽分子后,，還可以改變細胞命運。例如,，載有核定位序列NLS的DNA四面體結(jié)構(gòu),，可以從溶酶體中逃逸出來進入細胞核內(nèi)。”樊春海表示,，當DNA分子組裝成納米結(jié)構(gòu)后,，可以像病毒一樣借用細胞本身的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)“侵染”細胞，這為研制納米機器人最終實現(xiàn)納米診療提供了新的可能,。
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