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研究人员说,脂质紊乱的DNA酶比自然发生的酶强

一种新的合成酶,由DNA而不是蛋白质制成,翻转细胞膜内的脂质分子,触发一个信号通路,可以利用这个信号通路诱导癌细胞死亡。

伊利诺伊大学香槟分校和剑桥大学的研究人员说,他们的脂质加扰DNA酶是同类中第一个比自然产生的酶更好的酶,而且比自然产生的酶高出三个数量级。他们在《自然通讯》杂志上发表了他们的发现。

伊利诺伊州物理学教授阿列克塞阿克西门蒂耶夫说:“细胞膜内外排列着不同的分子,细胞投入了大量资源来维持这种状态。”但在细胞生命的某些时刻,这种不对称性必须被消除。然后,内部的标记变为外部,为某些过程发送信号,如细胞死亡。自然界中有一种酶可以做到这一点,叫做“拼合”。然而,在有些疾病中,拼图是不足的,这是不正确的发生。我们的合成拼图可能是治疗的一条途径。”

当观察细胞膜中形成孔和通道的DNA结构时,Aksimentiev的团队发现了DNA的杂乱活动。他们使用伊利诺伊州国家超级计算应用中心的BlueWaters超级计算机在原子水平上模拟系统。他们发现,当某些DNA结构插入到膜中时——在这种情况下,一束8股DNA,其中两股末端带有胆固醇——DNA周围的膜中的脂质开始在内外膜层之间移动。

相关报道最大基因组分析有助于改善默克尔细胞癌患者的治疗。研究者对疫苗诱导的T细胞免疫机制有了新的认识。脂质信号通路可能增强T细胞介导的免疫治疗,从而验证T细胞介导的免疫治疗预测的紊乱活性。伊利诺伊州的阿克西门蒂耶夫研究小组的计算机模型与剑桥大学的乌尔里希·凯瑟教授研究小组合作。剑桥集团合成了DNA酶,并在模型膜泡(称为囊泡)中对其进行测试,然后在人类乳腺癌细胞中进行测试。

剑桥大学的研究生、论文的第一作者之一、伊利诺伊大学的研究生陈玉丽(音译)说:“研究结果非常明确地表明,我们的DNA纳米结构确实有助于快速的脂质争夺。”最有趣的是,分子动力学模拟显示的高翻转率在实验中似乎具有相同的数量级:比先前显示的自然拼凑快1000倍。”

阿克西门蒂耶夫说,就其本身而言,DNA拼合会导致细胞不分青红皂白地死亡。下一步是将其与专门寻找特定细胞类型的靶向系统结合起来,其中许多类型的靶向系统已经为其他DNA试剂开发出来。

阿克辛耶夫说:“我们也在努力使这些杂乱的结构被光或其他刺激物激活,因此它们只能在需要时被激活,并且可以被关闭。”

Ohmann说:“尽管我们还有很长的路要走,但这项工作突出了合成DNA纳米结构的巨大潜力,在未来可能用于个性化药物和治疗各种健康状况。”

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