Ett team av forskare från University of Chicago designade ett sätt att använda mikroskopiska kapslar gjorda av DNA för att leverera en nyttolast av små molekyler direkt in i en cell. Tekniken, detaljerad 21 augusti i Nature Nanotechnology, ger forskare en möjlighet att förstå vissa interaktioner mellan celler som tidigare varit svåra att spåra.

"Det är verkligen en molekylär plattform, "sa Yamuna Krishnan, professor i kemi och medförfattare till studien. "Det finns en mängd forskningsproblem från kardiologi till neurobiologi som behöver ett system som detta för att studera mycket snabba molekylära fenomen, så det kan tillämpas på en mängd olika sätt."

Celler pratar med varandra i kemiska viskningar som sker för snabbt för att forskare ska kunna studera dem exakt, sa Krishnan. Hennes team syftade på en klass av sådan kemisk kommunikation, kallas neurosteroider.

Forskare vet att neurosteroider är involverade i neuronal hälsa, men de är svåra att studera eftersom de opererar på hårtriggers. "När du lägger till en neurosteroid, neuronen är redan avfyrad, " sa Krishnan.

Forskare vill ha en blow-by-blow-redovisning av vad som händer i cellen när neurosteroiden spelar sin roll i den intrikata signaldansen inuti en neuron. Att göra så, de behövde få neurosteroiderna till cellen i en liten förpackning, släpp dem på kö och spåra sedan vad som händer. Men det är svårt att göra ett leveranssystem så lufttätt att det inte läcker ett par molekyler innan allt är klart.

För denna uppgift, Krishnan hade en lösning:Hennes labb bygger små maskiner av DNA. Det är ett bra material för som en uppsättning Legos, den har standard sammankopplade delar som gör det enkelt att bygga in i konfigurationer. Och eftersom den är gjord av delar som redan finns i kroppen, det kan lösas upp ofarligt när dess syfte är uppnått.

Labbet gjorde små strukturer - ikosaedriska, som en 20-sidig form — med två halvor som klämmer ihop runt en nyttolast av molekyler för att bilda en kapsel. Varje kapsel är bara 20 nanometer tvärs över; det är tusen gånger mindre än bredden på ett människohår.

Nästa steg var att skicka dem till viktiga platser inuti kroppen genom att hitta rätt molekylära "adresser" till specifika celler, och limma dem på kapseln. (Forskare hittar dessa adresser genom att studera hur virus och bakterier fäster sig på vissa delar av kroppen.) För att frigöra nyttolasten från kapseln, forskarna lyser helt enkelt ett ljus på cellerna.

De testade och bekräftade systemet i maskar och kunde mäta kinosteriken för neurosteroiderna, tidigare en svårgripbar process, sa författarna.

Någon dag, Krishnan sa, tekniken kan användas för att leverera läkemedel eller behandling till vissa delar av kroppen, men deras var en fallstudie för att utforska metoden som ett sätt att bättre förstå vår egen kropp och hur de fungerar.