用于促进骨愈合的多功能纳米机器

在当今的纳米材料领域中，RNA承担非生物学角色的前瞻性构想极为引人注目。这些RNA分子具有丰富的化学功能性，并能响应外部刺激自组装形成独特的纳米结构。它们可以与无机材料相结合，制造出能够以受控方式将装载物运送至靶位点并对环境变化作出动态响应的纳米机器。与生物细胞相当，程序化RNA纳米机器具有在体外复制骨愈合的潜力。在此，开发了一种RNA-生物矿物纳米机器，其实现了胶原支架的原纤维内和原纤维外矿化，以在体外模拟骨形成。分子动力学模拟表明，非共价氢键提供了启动这些纳米机器自组装的能量来源。将RNA-生物矿物纳米机器在体内整合入胶原支架中，可在骨缺损内构建有利于快速生物矿化和成骨的骨诱导微环境。在RNA-生物矿物纳米机器中加入RNA降解酶，可进一步产生一种终止信号，抑制组织中不必要的骨形成。过去，RNA在构建功能性纳米结构方面的潜力被低估了。RNA-生物矿物纳米机器参与生理过程的概念可能会改变生命科学的纳米微观世界。