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

 

Детские каракули
Детские каракули

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.