Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Полиплексы – искусственные нанотранспортеры для направленной доставки генов в клетку

Ключевые слова:  Интернет-олимпиада, наносистема, периодика, полиплексы, творчество

Автор(ы): Уласов Алексей

Опубликовал(а):  Шушарина Анастасия Леонидовна

08 ноября 2010

Внедрение в клетку генетической информации, как правило, в форме ДНК имеет как фундаментальный интерес (изучение различных клеточных механизмов), так и практический (лечение наследственных и приобретенных заболеваний). Первыми в качестве векторов (носителей генетической информации) начали использовать модифицированные вирусы. Однако, из-за риска серьезных осложнений при использовании вирусных векторов на людях и ряда других недостатков, стали разрабатывать альтернативные невирусные средства доставки генетического материала. Одной из таких альтернатив являются полиплексы – наносистемы, состоящие из положительно заряженных полимеров, конденсирующих ДНК в компактные комплексы. Размер подобных искусственных комплексов составляет менее 100 нм, что, с одной стороны, не подвергает их перевариванию макрофагами (т. к. они реагируют на частицы больше 200нм), а, с другой стороны, достаточно крупные, чтобы не отфильтровывались в почках (меньше 5 нм).

В качестве носителей ДНК в полиплексах используют различные положительно заряженные полимеры (поликатионы), взаимодействующие с отрицательно заряженными фосфатными группами ДНК: полиэтиленимин, полилизин, хитозан и ряд других.

Связывание поликатионов с ДНК происходит неспецифично за счет водородных связей, сил Ван-дер-Ваальса. Компактизация ДНК поликатионами защищает ДНК от атаки внеклеточными ферментами, расщепляющими ДНК, и усиливает поглощение клетками комплексов путем эндоцитоза. Степень компактизации ДНК определяется суммарным зарядом комплекса, который, в свою очередь, зависит от отношения количества положительных зарядов полимеров к отрицательным зарядам фосфатных групп ДНК. При большом отношении (10-40) образуются комплексы малого размера, которые растворимы и положительно заряжены, что облегчает связывание полиплексов с большим количеством отрицательно заряженных молекул на поверхности клетки. Полиплексы можно конъюгировать с различными функциональными молекулами, обеспечивающими дополнительные функции у полиплексов: доставку в клетки-мишени, выход из клеточных эндосом, транспорт в ядро клетки.

Таким образом, можно наделить эту искусственную наносистему своего рода разумом, позволяющим ей самостоятельно и направленно добираться до своих клеток-мишеней, проникать в них и запускать считывание переносимой ДНК за счет встроенных в ДНК специфических регуляторных элементов. Применение искусственных наносистем (полиплексов), используя естественные биологические процессы (узнавание рецепторов на клетке, транспорт в ядро) является переходом «от нано к био» и позволяет в живом организме адресно доставлять лекарства в клетки-мишени, недоступные при обычной терапии.


В статье использованы материалы: Интернет-олимпиада


Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 


Комментарии
Режабек Борис Георгиевич, 12 января 2011 01:02 
Отличная работа! Интересно, что уже внедрено в России? Буду рад познакомится с авторами (499)1951224
inrir@inbox.ru

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Хвостатые нанопирамидки
Хвостатые нанопирамидки

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Акустическая волна как смазка – звук гасит трение. Новый фуллерит из неклассического C32. Правила устойчивости для азота. Уроки природы. Глаз дрозофилы показал, как синтезировать многофункциональные нанопокрытия. Переключение долинной поляризации с помощью электрического поля.

Отборочный этап конкурса детских инженерных команд «Кванториада 2020»
С 20 ноября по 24 декабря проводится международный конкурс детских инженерных команд «Кванториада 2020».

Технологическое образование школьников для новой технологической эпохи
Самарский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы (РАНХиГС) вместе с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) провели 2–3 ноября 2020 году Международную научно-практическую конференцию «Технологическое образование школьников для новой технологической эпохи».

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Cверхпроводящая «пенка»
Гудилин Е.А.
Принцип «где тонко, там и рвется» с успехом используется в ограничителях предельно допустимого тока, сделанных из сверхпроводящих материалов. До сих пор пальму первенства в этом вопросе держали «ленточные» и «литые» устройства из висмут- содержащих ВТСП. Однако, существует и альтернатива - идея «сверхпроводящей пены», сделанной из YBa2Cu3Oz...

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.