(PhysOrg.com) -- I flera år, RNA har verkat vara ett svårfångat verktyg inom nanoteknologisk forskning - lätt att manipulera till en mängd olika strukturer, ändå mottaglig för snabb förstörelse när den konfronteras med ett vanligt förekommande enzym.

"Enzymet RNase skär RNA slumpmässigt i små bitar, mycket effektivt och inom några minuter, ” förklarar Peixuan Guo, PhD, Dane och Mary Louise Miller begåvad ordförande och professor i biomedicinsk teknik vid University of Cincinnati (UC). "Dessutom, RNase finns överallt, vilket gör beredningen av RNA i ett labb extremt svårt."

Men genom att ersätta en kemisk grupp i makromolekylen, Guo säger att han och andra forskare har hittat ett sätt att kringgå RNas och skapa stabila tredimensionella konfigurationer av RNA, kraftigt utökar möjligheterna för RNA inom nanoteknik (konstruktion av funktionella system i molekylär skala).

Deras resultat, "Tillverkning av stabila och RNas-resistenta RNA-nanopartiklar som är aktiva för att förbereda nanomotorerna för viral DNA-förpackning, ” publiceras online i tidskriften ACS Nano .

I sitt arbete, Guo och hans kollegor fokuserade på ribosringarna som, tillsammans med alternerande fosfatgrupper, bildar ryggraden i RNA. Genom att byta en del av ribosringen, Guo och hans team ändrade strukturen på molekylen, vilket gör det oförmöget att binda med RNas och kan motstå nedbrytning.

"RNas-interaktion med RNA kräver en matchning av strukturell konformation, säger Guo. "När RNA-konformationen har förändrats, RNaset kan inte känna igen RNA och bindningen blir ett problem."

Medan han säger att tidigare forskare har visat att denna förändring gör RNA stabilt i en dubbelspiral, de studerade inte dess potential att påverka veckningen av RNA till en tredimensionell struktur som är nödvändig för nanoteknik.

Efter att ha skapat RNA-nanopartikeln, Guo och hans kollegor använde den framgångsrikt för att driva DNA-förpackningens nanomotor av bakteriofag phi29, ett virus som infekterar bakterier.

"Vi fann att det modifierade RNA:t kan vikas in i sin 3D-struktur på lämpligt sätt, och kan utföra sina biologiska funktioner efter modifiering, säger Guo. "Våra resultat visar att det är praktiskt att producera RNase-resistenta, biologiskt aktiv, och stabilt RNA för tillämpning inom nanoteknik."

Eftersom stabila RNA-molekyler kan användas för att montera en mängd olika nanostrukturer, Guo säger att de är ett idealiskt verktyg för att leverera riktade terapier till cancerceller eller virusinfekterade celler:

"RNA-nanopartiklar kan tillverkas med en enkelhetsnivå som är karakteristisk för DNA samtidigt som de har en mångsidig struktur och katalytisk funktion som liknar den hos proteiner. Med denna RNA-modifiering, förhoppningsvis kan vi öppna nya vägar för studier inom RNA-nanoteknik."