分子医学研究院杨洋团队发展DNA纳米框架内外功能化

分子医学研究院杨洋团队发展DNA纳米框架内外功能化

(通讯员:徐芸芸)2022年7月1日,上海交通大学医学院分子医学研究院、上海市肿瘤研究所癌基因及相关基因国家重点实验室杨洋研究员团队在ACS Nano (IF=15.881)以DNA Soccer-Ball Framework Templated Liposome Formation with Precisely Regulated Nucleation Seeds为题发表文章。利用足球状三维DNA折纸框架作为外骨架指导脂质体生长,精确调控胆固醇疏水成核种子的数量和排布,系统研究了囊泡生长的影响因素,为模板法囊泡制备提供了新方案。

该工作通过组装具有明确内外拓扑结构的截顶正二十面体(足球状)DNA折纸结构指导脂质体在其内部生长。该足球结构利用90个内部修饰位点修饰胆固醇分子作为成核种子,通过精确操纵种子数量和排列方式调控脂质体形成效率。研究发现,足球结构在不饱和种子密度下(30/90)均匀分布更有利于形成饱满均一的囊泡。文章表明,多面体网格状的三维模板可以提供全方位的调控能力和新的功能化潜力,其结构参数优化尤其是成核分子排布的精确调控有助于体系拓展,开发全新的纳米技术和分子医学工具。

分子医学研究院博士生徐芸芸和施茜博士后为该论文共同第一作者,杨洋研究员为该论文通讯作者。该工作得到第十四批国家海外高层次人才引进青年项目、科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委面上项目等支持。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.2c03575

2022年6月20日,杨洋研究员团队与厦门大学宋彦龄教授团队合作在JACS (IF=15.419)以Spatially Patterned Neutralizing Icosahedral DNA Nanocage for Efficient SARS-CoV-2 Blocking为题发表文章。

针对SARS-CoV-2 Spike蛋白的三聚体形式,本工作利用正二十面体三维DNA折纸结构作为空间模板,指导SARS-CoV-2中和适体在结构外部的精确组装,通过纳米结构正三角形窗口提供的三价高效结合,和纳米结构本身提供的空间阻断与诱导聚集实现了病毒侵染的有效抑制。这种空间匹配的中和策略为组装中和试剂以增强新冠病毒感染的抑制作用和对抗其他致病病毒提供了一个新的方向。

厦门大学博士生张佳露和分子医学研究院博士生徐芸芸为论文的共同第一作者。真病毒相关实验由香港大学刘斯文博士后完成。香港大学李嘉诚医学院陈鸿霖教授和杨朝勇教授为该研究提供了宝贵的意见。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金项目等资助。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.2c02764

上述两个工作的发表彰显了DNA折纸术在纳米尺度构建精巧结构,实现精确修饰和调控,并发挥特殊效能的能力和优势。并体现出在空间纳米结构的内外进行模块式功能化的巨大潜力,为新型分子医学工具的开发提供了一类范式。