En levande cell är byggd med hinder för att hålla saker utanför - och forskare försöker ständigt hitta sätt att smuggla in molekyler. Professor Giovanni Maglia (Biochemistry, Molekylär och strukturell biologi, KU Leuven) och hans team har konstruerat en biologisk nanopor som fungerar som en selektiv svängdörr genom cellens lipidmembran. Nanoporen kan eventuellt användas vid genterapi och riktad läkemedelsleverans.

Alla levande celler omsluts av ett lipidmembran som separerar cellens inre från den yttre miljön. Tillströmningen av molekyler genom cellmembranet regleras tätt av membranproteiner som fungerar som specifika dörröppningar för handel med joner och näringsämnen. Membranproteiner kan också användas av celler som vapen. Sådana proteiner angriper en cell genom att göra hål - nanoporer - i "fiendens" cellmembran. Joner och molekyler läcker från hålen, så småningom orsakar celldöd.

Forskare försöker nu använda nanoporer för att smuggla DNA eller proteiner över membran. Väl inne i en cell, DNA-molekylen kan omprogrammera cellen för en viss åtgärd. Professor Maglia förklarar:"Vi kan nu konstruera biologiska nanoporer, men den svåra delen är att exakt styra molekylernas passage genom nanopores dörröppningar. Vi vill inte att nanoporen släpper in allt. Snarare vi vill begränsa inträdet till specifik genetisk information i specifika celler. "

svängdörr

Professor Maglia och hans team lyckades konstruera en nanopor som fungerar som en svängdörr för DNA -molekyler. "Vi har introducerat en selektiv DNA -svängdörr ovanpå nanoporen. Specifika DNA -nycklar i lösning hybridiserar till DNA -dörren och transporteras över nanoporen. En andra DNA -nyckel på andra sidan nanoporen släpper sedan ut önskad genetisk information. A ny cykel kan sedan börja med en annan bit av DNA - så länge den har rätt nyckel. nanoporen fungerar samtidigt som ett filter och ett transportband. "

"Med andra ord, Vi har konstruerat ett selektivt transportsystem som kan användas i framtiden för att leverera medicin till cellen. Detta kan vara särskilt användbart vid genterapi, vilket innebär att genetiskt material införs i degenererade celler för att inaktivera eller omprogrammera dem. Det kan också användas för riktad läkemedelsleverans, vilket innebär administrering av medicin direkt i cellen. Möjligheterna är lovande. "

Forskarnas fynd publicerades i en nyutgåva av Naturkommunikation .