Onderzoekers maken ‘origami-DNA’ om virusassemblage te beheersen

Onderzoekers van Griffith University hebben een sleutelrol gespeeld bij het gebruik van DNA-“origami”-sjablonen om de manier te controleren waarop virussen worden samengesteld.

Het wereldwijde team achter het onderzoek, getiteld “DNA-origami-directed virus capside polymorphism”, gepubliceerd in Natuur Nanotechnologieeen manier ontwikkeld om de assemblage van viruscapsiden – de eiwitschil van virussen – op fysiologische omstandigheden op een precieze en programmeerbare manier te sturen.

Dr. Frank Sainsbury en Dr. Donna McNeale van het Griffith Institute for Drug Discovery maakten deel uit van het onderzoeksteam en zeiden dat het een vraag was die dit project beantwoordde door virussen te dwingen zich te verzamelen op DNA dat in verschillende vormen is gevouwen “zoals origami”.

“We bereikten controle over de vorm, grootte en topologie van het viruseiwit door door de gebruiker gedefinieerde DNA-origami-nanostructuren te gebruiken als bindings- en assemblageplatforms, die ingebed raakten in de capside,” zei Dr. Sainsbury.

“De viruseiwitcoatings zouden de ingekapselde DNA-origami kunnen beschermen tegen afbraak.

“Deze activiteit lijkt meer op het inpakken van een cadeau: de viruseiwitten zetten zich af bovenop de andere vorm die wordt gedefinieerd door de DNA-origamivorm.

“En verschillende viruseiwitten zijn als verschillend inpakpapier, wat relevant zou zijn voor verschillende toepassingen van de gecoate DNA-origami.”

Nauwkeurige controle over de grootte en vorm van viruseiwitten zou voordelen hebben bij de ontwikkeling van nieuwe vaccins en toedieningssystemen.

“Maar de huidige tools om het assemblageproces op een programmeerbare manier te besturen, waren ongrijpbaar”, zei Dr. McNeale.

“Onze aanpak is ook niet beperkt tot een enkel type viruscapside-eiwiteenheid en kan ook worden toegepast op RNA-DNA-origamistructuren om de weg vrij te maken voor de volgende generatie vrachtbescherming en targetingstrategieën.”

Momenteel werken Dr. Sainsbury en zijn team aan een beter begrip van hoe verschillende virussen zichzelf assembleren en hoe ze kunnen worden gebruikt om verschillende ladingen in te kapselen.

Hierdoor kunnen ze nog meer virusachtige deeltjes ontwerpen en aanpassen voor een reeks toepassingen. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat één virus dat in muizen wordt aangetroffen, in staat is om eiwitladingen door onherbergzame omgevingen naar een specifiek subcellulair compartiment in menselijke cellen te vervoeren.

“Met de enorme bestaande ontwerpruimte tussen virussen die als dragers kunnen worden gebruikt, valt er nog veel te leren door ze te bestuderen. We zullen de grenzen blijven verleggen van hoe virusachtige deeltjes zich kunnen verzamelen en wat kan worden geleerd van het gebruik ervan.” als medicijntransporters, vaccins en biochemische reactievaten, “zei Dr. Sainsbury.

In de volgende fase van het onderzoek van het GRIDD-team zal deze benadering worden gebruikt om te onderzoeken waarom virussen zich niet zelf in verschillende vormen verzamelen.