3天内两篇JACS！上海交通大学姚广保团队DNA/RNA结构设计新进展

近日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心长聘教轨副教授姚广保团队连续在J. Am. Chem. Soc.期刊上发表2篇新论文，分别研究了用于亚微米级自主重构的Meta-DNA链置换，以及边缘长度可编辑单链RNA折纸用于预测先天免疫激活和治疗。

其中，“Meta-DNA Strand Displacement for Sub-Micron-Scale Autonomous Reconfiguration”于2023年7月25日在线发表，“Edge Length-Programmed Single-Stranded RNA Origami for Predictive Innate Immune Activation and Therapy”于2023年7月27日在线发表。

用于亚微米级自主重构的Meta-DNA链置换

化学反应网络中的动态分子相互作用导致生命系统中的复杂行为。尽管编程DNA分子反应的最新进展在分子和纳米尺度上达到了高度复杂，但在亚微米甚至更大尺度上实现可编程的自主行为仍然颇具挑战性。

研究组提出了一种元DNA链置换反应（M-SDR）的机制，该机制仅由元DNA（M-toehold）介导，使用元DNA的多功能亚微米构建块。M-SDR模拟了传统链置换的脚端键合和分支迁移过程。

重要的是，M-SDR的动力学可以在五个数量级的范围内进行调节，达到约1.62×105 M–1 s–1的最大速率。

此外，研究组还演示了在信息传输和逻辑计算系统中使用M-SDR来编程自主重新配置。M-SDR作为一种通用机制，可用于模拟接近细胞水平的自主行为。

边缘长度可编辑单链RNA折纸用于预测先天免疫激活和治疗

靶向核酸感应受体的配体激活先天免疫系统，在抗病毒和抗肿瘤治疗中发挥关键作用。然而，核酸传感过程的复杂机制在很大程度上阻碍了原位稳定性、靶向递送和预测免疫原性的配体设计。

研究组利用具有精确结构可设计性的单链RNA（ssRNA）折纸作为基于核酸传感器的配体，以提高生物稳定性、细胞器水平靶向性和预测免疫原性。天然ssRNA自折叠成具有特定形状和形态的紧凑纳米颗粒，并在体外表现出对RNase消化的抵抗力和在巨噬细胞内溶酶体中的长期滞留。研究发现，对ssRNA折纸的边缘长度进行编程可以通过toll样受体依赖性途径精确调节巨噬细胞的激活程度。

此外，研究还证明了基于ssRNA折纸的配体在肿瘤微环境中引发巨噬细胞和中性粒细胞的抗肿瘤免疫反应，并在小鼠胰腺肿瘤模型中延缓肿瘤生长。

该ssRNA折纸策略利用结构化RNA配体实现预测性免疫激活，为基于核酸传感器的配体设计和生物医学应用提供了新的解决方案。

*相关内容请以英文原文为准

相关论文信息：

https://doi.org/10.1021/jacs.3c04884

https://doi.org/10.1021/jacs.3c03477

转自：“小柯化学”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！