二十年来，科学家们一直在使用DNA链来制造纳米颗粒，操纵维持DNA双螺旋形状的键，以塑造自组装结构，这些结构有朝一日可能在医学上具有惊人的应用。
然而，对DNA纳米颗粒的研究主要集中在它们的结构上，将生命的遗传密码转化为制造微型机器人的组件。 爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学系的两位研究人员——埃里克·亨德森教授和最近的博士生吴昌勇——希望通过证明由DNA制成的纳米级材料可以传达其内在的遗传指令来改变这种状况。
“到目前为止，大多数人一直在从工程学的角度探索DNA纳米颗粒，”Oh说。 但很少有人关注这些DNA链中包含的信息。 ”
在最近发表在《科学报告》杂志上的一篇文章中，Henderson和OH描述了他们如何构建能够表达遗传密码的DNA纳米颗粒。 拥有基因携带能力增加了DNA纳米技术的潜力。
这些结构既可以是载体，也可以是药物，“亨德森说。
Henderson和Oh说，他们是世界上最早创造表达遗传密码的DNA纳米颗粒的研究团队之一。 爱荷华州立大学研究协会**于 2023 年提交了与该研究相关的专利申请。
亨德森于1987年来到爱荷华州立大学，但在接下来的14年里，他致力于创建一家名为Bioforce Nanosciences的初创公司。 2008年全职回到爱荷华州立大学后，他开始研究DNA折纸，这是一种新开发的方法，用于使用长单链DNA创建自组装复杂的纳米结构。
亨德森和前研究生迪维塔·马图尔（Divita Mathur，现为凯斯西储大学助理教授）设计了一种可以检测病原体的纳米机器生物传感器。
这项工作留下了一个挥之不去的想法：这些结构携带的基因呢？ DNA折纸可以表达自己的综合遗传信息吗？
第一步是弄清楚如何用具有特定基因序列的单链来创造DNA折纸，而不是传统上用于制造纳米颗粒的链。
花了几年时间。 Henderson说，下一步是确定RNA聚合酶（一种从DNA中制造RNA分子的酶）是否可以在DNA折纸的广泛折叠中导航。 一个特别值得关注的问题是聚合酶是否会被交叉阻断，交叉交叉是长链DNA与称为订书钉的短DNA片段连接的连接点。
事实证明他们不是，这是违反直觉的，“亨德森说。
虽然交叉和复杂结构不会阻止RNA生成的转录过程，但DNA纳米结构的设计确实会影响转录效率。
致密结构产生较少的RNA，这意味着纳米颗粒设计可以进行微调以抑制或促进预期功能，OH说。
我们可以建立一个高效、有针对性的输送系统，该系统在包括癌症在内的许多领域都有潜力，“他说。
Henderson说，精确度的潜力是DNA纳米颗粒令人兴奋的潜力的一部分。
基因编辑非常强大，但编辑基因最难的部分之一是只编辑你想编辑的基因。 所以这就是梦想，巧妙地利用这些纳米颗粒来靶向某些细胞和组织，“他说。
然而，DNA纳米颗粒还有其他主要优点。 它们易于制造、价格低廉且耐用。 哦，使纳米粒子自组装就像加热混合物并让它冷却一样简单，而且不需要特殊设备。
部分由于DNA研究的普遍性，DNA链和订书钉的生产成本低廉。 尽管每天都使用它们，但Henderson和Wu仍然使用他们几年前从Collarville的一家制造商那里花几百美元购买的一包订书钉。
Henderson说，这些成分可以粉末形式储存，即使在最具挑战性的条件下，保质期也很长。 这是一项非常容易传播的技术。
DNA非常稳定。 它来自100多万年前的样本，**“他说。
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