Inom cancerforskning, "Cas-9-sgRNA" -komplexet är ett effektivt genomiskt redigeringsverktyg, men dess leverans över cellmembranet till mål (tumör) genomet har ännu inte tillfredsställande lösts. Amerikanska och danska forskare har nu utvecklat en aktiv nanomotor för effektiva transporter, leverans, och frisläppande av detta gen -saxsystem. Som beskrivs i deras tidning i tidningen Angewandte Chemie , deras nanovehicle drivs mot sitt mål med ultraljud.

Genomteknik som ett lovande cancerterapeutiskt tillvägagångssätt har upplevt en enorm ökning sedan upptäckten av det adaptiva bakteriella immunförsvaret "CRISPR" och dess potential som genredigeringsverktyg för över ett decennium sedan. Konstruerade CRISPR -system för genredigering innehåller nu två huvudkomponenter, ett enda guide-RNA eller sgRNA och Cas-9-nukleas. Medan sgRNA leder nukleaset till den angivna gensekvensen, Cas-9 nukleas utför sin redigering med kirurgisk effektivitet. Dock, leveransen av den stora maskinen till målgenomet är fortfarande problematisk. Författarna till Angewandte Chemie studie, Liangfang Zhang och Joseph Wang från University of California San Diego, och deras kollegor föreslår nu ultraljudsdrivna guld-nanotrådar som ett aktivt transport-/släppfordon för Cas9-sgRNA-komplexet över membranet.

Guld nanotrådar kan passivt passera ett membran, men tack vare deras stav- eller trådliknande asymmetriska form, aktiv rörelse kan utlösas av ultraljud. "Den asymmetriska formen på guldnanotrådsmotorn, givet av tillverkningsprocessen, är avgörande för den akustiska framdrivningen, "förklarade författarna. De monterade fordonet genom att fästa Cas-9-protein/RNA-komplexet till guldnanotråden genom sulfidbryggor. Dessa reducerbara länkar har fördelen att inuti tumörcellen, bindningarna skulle brytas av glutation, en naturlig reducerande förening berikad med tumörceller. Cas9-sgRNA skulle släppas och skickas till kärnan för att göra sitt redigeringsarbete, för, exempel, knockout av en gen.

Som ett testsystem, forskarna övervakade undertryckandet av fluorescens som avges av grönt fluorescensprotein som uttrycker melanom B16F10 -celler. Ultraljud applicerades i fem minuter, som accelererade nanomotorn som bär Cas9-sgRNA-komplexet över membranet, accelererar det även inuti cellen, som författarna noterade. Dessutom, de observerade deras Cas9-sgRNA-komplex effektivt undertrycka fluorescens med endast små koncentrationer av komplexet som behövs.

Således, både den effektiva användningen av en akustisk nanomotor som en aktiv transportör och den lilla nyttolast som behövs för effektiv gen -knockout är spännande resultat av studien. Systemets enkelhet, som endast använder få och lätt tillgängliga komponenter, är en annan anmärkningsvärd prestation.