محققان روشی برای مهندسی اندازه و شکل ذرات ویروسی ارائه کردند. این رویکرد جدید، که شامل ادغام بلوک‌های سازنده پروتئین ویروسی و الگوهای DNA است، کاربردهای بالقوه‌ای در زمینه ایجاد واکسن و تحویل دارو ارائه می‌دهد.
مهندسی DNA و پروتئین به ساخت واکسن و دارو کمک می‌کند
پروتئین‌های کپسید ویروس، سپر محافظ ژنوم ویروس، می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای ایجاد کمپلکس‌های پروتئینی با ساختار دقیق باشد. با این حال، شکل و هندسه آنها در درجه اول به نوع ویروس بستگی دارد. برنامه‌ریزی مجدد این کمپلکس‌ها، صرف نظر از طرح اصلی ویروسی، امکان حیرت‌انگیزی را در حوزه‌هایی مانند تحویل دارو و توسعه واکسن ارائه می‌دهد.
این گروه تحقیقاتی با تولید الگوی “ژنوم ساختاری” برای مونتاژ پروتئین‌های کپسید، به سراغ رفع این چالش رفتند. آنها از ساختارهای اریگامی سفت و سخت برای جلوگیری از تغییر شکل ژنوم انعطاف‌پذیر و تشکیل اشکال ناخواسته استفاده کردند. این سازه‌ها از نظر اندازه کوچک هستند، از ده‌ها تا صدها نانومتر، اما کاملاً از DNA ساخته شده‌اند، که دقیقاً با تا شدن به شکل الگوی مورد نظر در می‌آید.
آیریس سیتز از محققان این پروژه در دانشگاه آلتو می‌گوید: «رویکرد ما مبتنی بر برهمکنش الکترواستاتیک بین بار منفی نانوساختارهای DNA و یک دامنه با بار مثبت پروتئین‌های کپسید است. با تغییر مقدار پروتئین مورد استفاده، می‌توانیم تعداد لایه‌های پروتئینی منظم را که DNA اریگامی را محاصره می‌کند، تنظیم کنیم.»
وی گفت: «با استفاده از DNA اریگامی به عنوان یک الگو، می‌توانیم پروتئین‌های کپسید را به اندازه و شکل تعریف شده توسط کاربر در آوریم، در نتیجه کمپلکس‌هایی ایجاد می‌شود که به خوبی ساختار آنها چه از نظر طول و چه قطر از پیش تعریف شده است. با آزمایش انواع ساختارهای اریگامی DNA، ما همچنین یاد گرفتیم که چگونه هندسه الگوها بر کل فرآیند مونتاژ تأثیر می‌گذارد.»
پروفسور ژوها هویسکونن از دانشگاه هلسینکی، توضیح می‌دهد: «با کمک تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی کرایوژنیک، ما توانستیم پروتئین‌های بسیار مرتب شده‌ای را به تصور بکشیم و با آن، حتی تغییرات کوچک در هندسه محصول را که ناشی از الگوهای مختلف است، اندازه‌گیری کنیم.»
این کار به طور مشترک در دانشگاه آلتو (فنلاند)، دانشگاه هلسینکی (فنلاند)، دانشگاه گریفیت (استرالیا)، دانشگاه تامپره (فنلاند) و دانشگاه تنته (هلند) انجام شده است.
