Reprogramar la forma de los capside de los virus podría avanzar en la biomedicina: Investigación

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Los bioingenedores han descubierto una forma de programar el tamaño y la forma de las partículas de virus mediante la combinación de bloques de construcción de proteínas virales con plantillas de ADN.

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Los bioingenedores han descubierto una forma de programar el tamaño y la forma de las partículas de virus mediante la combinación de bloques de construcción de proteínas virales con plantillas de ADN.Las nanoestructuras resultantes pueden usarse en el desarrollo de vacunas y el suministro de medicamentos dentro del cuerpo.

Las proteínas de la cápside de virus, las proteínas que protegen el genoma de un virus, se pueden usar para construir ensamblajes de proteínas estructurados con precisión.Sin embargo, sus formas y geometría dependen en gran medida de la tensión del virus.Reprogramación de estos ensamblajes, sin importar el plan viral original es una posibilidad intrigante para la administración de medicamentos y el desarrollo de la vacuna.

Los científicos abordaron el desafío generando una plantilla de "genoma estructurado" en la que pueden ensamblar las proteínas de la cápside.Para evitar deformar el genoma flexible y crear formas no deseadas, utilizaron estructuras de origami de ADN rígidas.Estas estructuras son solo decenas de cientos de nanómetros de longitud, pero están completamente hechas de ADN, que se dobla con precisión en la forma de plantilla deseada.

"Nuestro enfoque se basa en las interacciones electrostáticas entre la carga negativa de las nanoestructuras de ADN y un dominio cargado positivamente de las proteínas de la cápside, combinada con interacciones intrínsecas entre las proteínas individuales. Al alterar la cantidad de proteínas utilizadas, podemos ajustar el númerode capas de proteínas altamente ordenadas, que encapsulan el origami de ADN ", dice Iris Seitz, autor principal e investigador doctoral en la Universidad de Aalto."Al usar el origami de ADN como plantilla, podemos dirigir las proteínas de la cápsida a un tamaño y forma definidos por el usuario, lo que resulta en ensamblajes bien definidos, tanto en longitud como de diámetro. Al probar una variedad de estructuras de origami de ADN, también nosotros tambiénAprendí cómo la geometría de las plantillas afectó a todo el ensamblaje ", agrega Seitz.

"Con la ayuda de imágenes de microscopía electrónica criogénica, pudimos visualizar las proteínas altamente ordenadas en el ensamblaje y, con eso, medir incluso pequeños cambios en la geometría del ensamblaje que surge de diferentes plantillas", explica el profesor Juha Huiskonen, un científico colaboradorde la Universidad de Helsinki."Hemos encontrado una estrategia simple pero efectiva para (re) proteínas de la cápside directa a la forma deseada. Nuestro enfoque es adaptable y, por lo tanto, no se limita a un tipo de proteína de una sola cápside, como demostramos con proteínas de la cápside de cuatro virus diferentes. Además, nosotros, nosotros, nosotros, nosotrosPuede ajustar nuestra plantilla para que sea más relevante para aplicaciones, por ejemplo, integrando el ARN en el origami, que posteriormente podría traducirse en proteínas útiles o específicas del sitio ", explica el profesor de Aalto Mauri Kostiainen, líder del proyecto de investigación.

Aunque las estructuras de origami de ADN son un material prometedor para la interfaz de sistemas biológicos, sufren de inestabilidad, especialmente en presencia de enzimas degradantes de ADN.Sin embargo, en los experimentos, "podemos observar claramente que la capa de proteína protege eficientemente las nanoestructuras de ADN encapsuladas de la degradación. Al combinar la protección con las propiedades funcionales del origami del ácido nucleico, incluida la posibilidad de administrar ADN o ARN mensajero junto con otras moléculas de carga,Creemos que nuestro enfoque proporciona instrucciones futuras interesantes para la ingeniería biomédica ", concluye Kostiainen.(Y YO)

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