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

Рисунок 1. Относительная стабильность одноцепочечной ДНК, прямоугольных ДНК-структур и двуцепочечной ДНК при обработке их клеточным лизатом (электорофорез в агарозном геле). Полоса в треке свидетельствует о наличии ДНК, отсутствие полосы - о деградации.

Рисунок 2. Схематическое изображение модифицированных ДНК-оригами. Красным цветом изображена метка в левом верхнем углу, малиновым - зонд к РНК бета-актина.

Рисунок 3. Сохранение функциональности зондов из ДНК-оригами после обработки их клеточным лизатом. Связывание РНК бета-актина проявляется в виде яркой полосы вдоль правого края оригами. Чтобы определить, какой из краёв правый, обратите внимание на светящуюся точку в левом верхнем углу. АСМ, метка 300 нм, размер вставки - 250 нм х 250 нм.

Стабильность ДНК-оригами в клеточной среде

Ключевые слова:  ДНК-нанотехнология, ДНК-оригами

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

09 марта 2011

Группа учёных из США показала, что ДНК-оригами, несущие зонд для детектирования РНК, должны быть стабильны во внутриклеточной среде. Опасения учёных были вызваны тем, что чужеродная ДНК в клетках зачастую подвергается деградации. Специальные ферменты – нуклеазы – узнают и расщепляют молекулы ДНК, защищая клетку от паразитов. Однако прямоугольные конструкции ДНК-оригами, собранные учёными, оказались устойчивы к действию этих нуклеаз.

Образцы ДНК-оригами, а также одноцепочечной ДНК вируса М13 и двуцепочечной ДНК фага лямбда были обработаны лизатом клеток человека. Лизат – это внутреннее содержимое клеток; он был получен по стандартной методике путём разрушения клеток и последующего удаления ядерной ДНК и остатков клеточных мембран. Таким образом, в лизате содержались те же нуклеазы, что и в живой клетке. Оказалось, что даже после многочасовой обработки таким лизатом ДНК-оригами сохраняли свою целостность, тогда как одно- и двуцепочные ДНК полностью разрушались (рисунок 1). Исследователи предполагают, что нуклеазы не распознают свёрнутую в оригами молекулу ДНК как субстрат. Возможно, из-за своей сложной архитектуры ДНК в составе оригами не может принять конформацию, удобную для связывания с ферментами, либо тому виной высокая плотность отрицательного заряда ДНК-оригами.

Учёные также проверили, что клеточный лизат не нарушает способность ДНК-оригами распознавать и связывать молекулы РНК. Для этого они модифицировали прямоугольную конструкцию, добавив шесть «гантелеобразных» (dumbbell-shaped) мотивов в левый верхний угол и разместив 12 зондов к РНК человеческого бета-актина вдоль правого края (рисунок 2). Гантелеобразные мотивы выступают над поверхностью плоской ДНК-структуры, благодаря чему можно быстро сориентироваться, какой же из углов – верхний левый. После обработки таких модифицированных ДНК-оригами лизатом клеток HeLa они сохраняли способность связывать РНК бета-актина (рисунок 3).

Полученные результаты показывают, что ДНК-оригами, по всей видимости, должны быть устойчивы к разрушающему воздействию внутриклеточной среды, не теряя при этом своих функциональных свойств. Работа «Stability of DNA Origami Nanoarrays in Cell Lysate» опубликована в Nano Letters.


Источник: ACS Publications



Комментарии
И что получается, что вторжение одного организма в другую клетку не вызывает её гибели?
Если так - великолепно!
Трусов Л. А., 09 марта 2011 22:06 
Прекрасно, но нам, школьникам, не совсем понятно.
Интересно! А можно это сделать дома, на коленке? Если так - великолепно!
[I]Прекрасно, но нам, школьникам, не совсем понятно.
Интересно! А можно это сделать дома, на коленке? Если так - великолепно! [/I] Лев Артемович, ирония или сарказм?
Лев Артемович, ирония или сарказм?

Думаю, Лев Артёмович попросту завидует молодости, любознательности и фантазии Ангелины Валерьевны

К слову сказать, когда один организм вторгается в другой и не вызывает его гибели - это действительно прекрасно! - для первого организма. Самые продвинутые паразиты стараются не убить своего хозяина, а как можно дольше мучить и постепенно вытягивать из него жизненные соки. Прекрасно! Великолепно! Фактически, вершина эволюции паразитов. Ангелина Валерьевна одобряет.
простите мою неосведомленность в делах генетики, а что, беспрепятственное вторжение чужой ДНК в клетку так безопасно? Не повлечет ли это к.л. мутаций или еще чего-либо опасного. Или это не страшно, пока все находится под контролем в лаборатории? Но ведь по идее, эти разработки должны выйти в массы. Как быть? Ответьте, ведь по сути, если эти нуклеазы не распознают "чужого", сломался защитный механизм клетки?
Павел, нуклеазы валят всё без разбору
Это механизм неспецифической защиты.

И это неизменная проблема при анализе РНК.
Без предварительной дезктивации нуклеаз её выделить просто невозможно.
Цитата, Павел.

Ангелина, в геноме человека около 400 спящих вирусов, но это нисколько не мешает нормальной жизни.

Насколько я могу судить по форезу (рисунок 1) - фигня у них получилась. Либо клеточный лизат неактивен.
Александр Ринатович, можно поподробнее, почему фигня? Насколько я могу судить по форезу, лизат активен в отношении одно- и двуцепочечной вирусной ДНК и не активен в отношении нано-каких-то-там-штуковин.

Павел Геннадьевич, я так понимаю, что эта свёрнутая ДНК-оригамина не активна внутри клетки как раз из-за того, что свёрнута - вон, даже ферменты не могут её распознать (а значит, и в геном встроить не смогут). Для справки, ДНК не умеют сами себя встраивать (насколько мне известно) - всегда требуется участие белков (ферментов).

Другое дело, что эта штука может ведь и развернуться, наверное? Значит, ждём статей про биоопасность и генную токсичность структур из ДНК

Ангелина Валерьевна, в этой статье ни одна живая клетка непосредственно не участвовала в экспериментах! Поясните, пожалуйста, какие фразы заставили вас думать, что в статье описывается "вторжение одного организма в другую клетку"?
Трусов Л. А., 10 марта 2011 02:41 
без голосов в голове вряд ли обошлось
Светлана Владимировна,
на полосах 5 и 8 я бы ожидал шмеры до финиша. А их нету, есть полуразмытое пятно
на полосах 7 и 10 - вообще ничего нету, а это странно.

Единственно, что с оригами действительно особо ничего не произошло. Хотя старт увеличился больше, чем в сравнении комбинации исходного лизата и НК
ОК, про шмер согласна
Может, надо было посмотреть более ранние точки, чтобы увидеть шмер. Пятно да, не очень красивое. Мешает думать, что за час и дольше ДНК была порублена в хлам и фрагменты ушли куда-то с фронтом.

Второй вопрос: что сидит в ДНК-образцах на старте? (полосы 7 и 10)
Полосы 3, 7 и 10? Предполагаю, что непечатное слово
Единственно, что с оригами действительно особо ничего не произошло. Хотя старт увеличился больше, чем в сравнении комбинации исходного лизата и НК

4, 6 и 9? В 4-м образце старт более сжат в узкую полосу, а в 6 и 9 более размыт. Я бы затруднилась сказать, где там чего больше.

Особенно если учесть, что 1 плюс 4 даёт такую жирнющую полосу, как на старте образца 5 (и 8).
Владимир Владимирович, 10 марта 2011 03:06 
Лев Артемович, ирония или сарказм?

Думаю, Лев Артёмович попросту завидует молодости, любознательности и фантазии Ангелины Валерьевны

Главный приз по категориям иронии и сарказма!!
Владимир Владимирович, 10 марта 2011 03:08 
Лев Артемович остается твердым приверженцем жанра о биомолекулах и нанотехнологических забавах с ними!

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

 

Миллион алых роз
Миллион алых роз

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume13/13-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Не только производные: как рассчитать кривизну пластины. Фуллерен и антибиотик. О непостоянстве ширины запрещенной зоны в ван-дерваальсовом магнитном топологическом изоляторе. Девятая Всероссийская конференция с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”

Поступай без экзаменов в совместную магистратуру "ИИ в биотех системах" ИТМО, Татнефть и АГНИ
Университет ИТМО, компания Татнефть и Альметьевский государственный нефтяной институт запускают совместную программу магистратуры "Искусственный интеллект в биотехнологических системах". Программа направлена на биологов, биотехнологов и химиков, готовых оттачивать навыки программирования и применять data-driven подход для решения фронтирных научных задач и создания реальных продуктов для вывода на рынок.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

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.



 
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.