التحكم في تجميع الهياكل النانوية لحمض النووي المعدل بالكوليسترول

تتيح تقنية النانو لحمض النووي تصميم أجهزة نانوية مبنية من الحمض النووي يمكن برمجتها للتفاعل بشكل متحكم مع الأغشية البيولوجية وحتى تقليد وظيفة بروتينات الغشاء الطبيعية. التعديلات الكارهة للماء، المرتبطة تساهميًا بالحمض النووي، ضرورية للتفاعل المستهدف مع الأغشية الدهنية. ومع ذلك، فإن هذه العلامات الكارهة للماء تسبب عادة تجميعًا غير مرغوب فيه مما يلغي السيطرة الهيكلية، وهي الميزة الرئيسية لتقنية النانو لحمض النووي. هنا، ندرس تجميع الهياكل النانوية لحمض النووي المعدل بالكوليسترول باستخدام نهج مشترك من الهلام الكهربائي polyacrylamide غير المؤكسد، والانتشار الضوئي الديناميكي، والميكروسكوبي التحليلي، والمحاكاة الدينامية الجزيئية الذرية. نظهر أن تجميع ssDNA المعدل بكوليسترول يعتمد على التسلسل، بينما بالنسبة للهياكل التركيبية للحمض النووي، فإن عدد وموقع علامات الكوليسترول هما العوامل الأساسية. تكشف المحاكاة الدينامية الجزيئية لـ ssDNA المعدل بالكوليسترول أن النوكليوتيدات تلتف حول الجزء الكاره للماء، مما يحميه من البيئة. باستخدام هذا السلوك، نثبت تجريبياً أن تجميع الهياكل النانوية لحمض النووي المعدل بالكوليسترول يمكن التحكم فيه من خلال طول امتدادات ssDNA الموضوعة بجوار الكوليسترول. طريقتنا السهلة للتطبيق لضبط التجميع الوسيط بواسطة الكوليسترول تسمح بزيادة السيطرة وعلاقة هيكل-وظيفة أقرب للهياكل النانوية المتفاعلة مع الأغشية - وهي شرط أساسي أساسي لاستخدام أجهزة النانو للحمض النووي في البحث والطب الحيوي.