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

 

Нанопаркет
Нанопаркет

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.