Vad händer om vi kunde använda antikroppar som funktionella verktyg för nanoteknikapplikationer? En grupp forskare vid universitetet i Rom Tor Vergata utgår från denna enkla fråga, och resultaten av deras forskning publiceras nu i Naturkommunikation .

Nanoteknik möjliggör design och tillverkning av molekylära strukturer i nanoskala dimensioner med stor potential för många områden, inklusive biomedicin. Ett bekvämt sätt att göra sådana nanostrukturer är att använda syntetiskt DNA som byggmaterial. Dessa dagar, det är möjligt att designa och syntetisera DNA -strängar som, via enkla och förutsägbara interaktioner, binder till varandra som legoklossar och bildar vackra 2-D och 3-D geometrier på ett kontrollerbart och exakt sätt. Hittills, många nanoskala former har skapats med hjälp av DNA -tegelstenar, allt från nanoboxar till mer komplexa geometrier som en nanoskala "Mona Lisa". För praktisk tillämpning av dessa nanostrukturer, dock, deras montering och demontering bör styras av molekylära signaler av klinisk relevans.

Nu, en forskargrupp vid universitetet i Rom Tor Vergata har visat att det är möjligt att rekrytera antikroppar som molekylbyggare för att bygga eller demontera DNA -nanostrukturer.

Antikroppars funktion är att känna igen och binda till främmande molekyler eller proteiner. Av denna anledning, antikroppar är idealiska biomarkörer eftersom de produceras specifikt för att rikta främmande molekyler i blodet. Varje antikropp har sitt eget mål och gör därför sitt jobb på ett mycket specifikt och exakt sätt.

"Det här projektet startade för ett par år sedan när vi insåg att denna fantastiska funktionalitet hos antikroppar för att känna igen och binda till en specifik molekyl kunde återanvändas för nanotekniska tillämpningar, "säger Francesco Ricci, professor vid universitetet i Rom Tor Vergata och seniorförfattare till manuskriptet. "Vi hade idén att använda antikroppar som molekylära arbetare för att bygga strukturer i nanoskala."

Simona Ranallo, en postdoc-forskare i gruppen av professor Ricci och första författare till manuskriptet, säger, "Att göra detta, vi använde DNA-tegelstenar som binder till varandra och bildar nanostrukturer av tubulär form. Sedan omkonstruerade vi sådana tegelstenar med igenkänningstaggar (antigener) så att deras sammansättning initieras av en specifik antikropp. Nanorörstrukturen kan alltså bara byggas upp när antikroppen finns i provet. "

Ricci säger, "Antikroppar är högt specialiserade arbetare. Det finns tusentals distinkta antikroppar, var och en känner igen sitt eget antigen. Vi utnyttjade denna fantastiska funktion och designade olika tegelstenar som kan sättas ihop med olika specifika antikroppar. Sedan tog vi ett steg längre. Vi konstruerade våra DNA -tegelstenar så att de inte bara samlas i den önskade nanostrukturen i närvaro av en specifik antikropp, men de kan också demonteras helt av en andra antikroppsarbetare. "

Denna strategi visar möjligheten att designa intelligenta nanostrukturer som kan byggas och förstöras i närvaro av en specifik biomarkör. Detta har potentiella tillämpningar inom det biomedicinska området, inom diagnostik eller terapi.