近年來，一些科學(xué)家利用非共價交聯(lián)手段，進行DNA支架—蛋白質(zhì)復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的組裝研究。但是，這些研究往往局限于特殊蛋白個體在DNA支架上的結(jié)合排布，并且不涉及后續(xù)組裝調(diào)控。構(gòu)建更加高級而有序的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)蛋白分子化學(xué)計量學(xué)和原位組裝調(diào)控，是發(fā)展基于核酸和蛋白質(zhì)的雜化生物納米材料所面臨的一個重要挑戰(zhàn)。
近日，中科院蘇州納米所研究員王強斌團隊在前期工作的基礎(chǔ)上，首次利用病毒蛋白與基因組RNA內(nèi)在作用機制在DNA支架上進行原位可控組裝體系的設(shè)計，展示了DNA—蛋白復(fù)合結(jié)構(gòu)的多級可控構(gòu)筑。
王強斌表示，病毒是一類典型的自組體，它的裝配過程具有很高的特異性和效率，能夠在短時間內(nèi)利用弱鍵協(xié)同作用組裝生產(chǎn)出大量的病毒顆粒。以煙草花葉病毒（TMV）作為模式系統(tǒng)，研究人員探索了不同條件下TMV基因組RNA與衣殼蛋白的互作規(guī)律及其對病毒顆粒的裝配調(diào)控。
研究發(fā)現(xiàn)，TMV基因組特定的組裝起始序列可有效引導(dǎo)核酸與病毒衣殼蛋白的特異性結(jié)合并引發(fā)體外重構(gòu)組裝，并且病毒蛋白管的組裝長度是由RNA長度決定的，從而為蛋白域的精確調(diào)控提供了可能。研究人員構(gòu)建了一維到三維DNA origami（DNA折紙術(shù)）模板作為支架結(jié)合不同長度的TMV RNA重組序列，引導(dǎo)后續(xù)的原位組裝過程。通過支架表面結(jié)合位點和序列的設(shè)計，不僅實現(xiàn)TMV病毒蛋白管在DNA支架特定位置按一定組裝程序進行定向裝配生長，還完成蛋白管原位組裝長度的有效調(diào)控，這些成果為構(gòu)建復(fù)雜DNA—蛋白復(fù)合組裝體系提供了新的策略。
“這種策略具有普適性，展現(xiàn)出以DNA origami為功能載體結(jié)合其他探針進行病毒組裝與感染機制研究的潛力，為DNA納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供新的視角。”王強斌說。
化學(xué)慧定制合成事業(yè)部摘錄
化學(xué)慧納米材料系列產(chǎn)品
