Ученые из Массачусетского технологического института разработали способ выключения отдельных генов в клетках с помощью РНК-интерференции. Он подразумевает доставку в клетки специальных РНК с помощью частиц, созданных по принципу технологии ДНК-оригами. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology, с ее кратким содержанием можно ознакомиться на сайте института.
Для создания генного выключателя ученые использовали несколько малых интерферирующих РНК (siRNA), которые в клетке связываются с определенными матричными РНК и приводят к их деградации. Работа гена, кодирующего данную матричную РНК, из-за этого прекращается.
Для того, чтобы малые РНК попадали в клетку и не разрушались до этого в кровотоке, их упаковывали в микроскопические частицы, созданные по принципу ДНК-оригами. Частицы имели форму тетраэдра, шесть граней которого были сделаны из двуцепочечной ДНК. Подобным образом из фрагментов нуклеиновых кислот ученые собирают разнообразные микроскопические структуры различной формы.
В качестве иллюстрации возможностей метода исследователи решили доставить малые РНК в клетки опухолей мышей. Для этого к тетраэдру из нуклеиновых кислот присоединялись якорные молекулы фолиевой кислоты (витамина B9). Они направляли частицы к раковым клеткам, которые гораздо активнее нормальных поглощают фолат. Ученые наблюдали направленную доставку частиц и заметили, что время их полужизни в кровотоке существенно больше, чем у самих малых РНК без упаковки.
После открытия метода РНК-интерференции в конце 1990-х годов ученые пытаются придумать оптимальный способ доставки малых РНК в клетки многоклеточных организмов. Потенциально это может помочь лечить многие болезни. У некоторых животных это удается сделать очень просто, - например, у нематод для выключения гена достаточно поместить червяка в раствор соответствующей РНК.
У млекопитающих для доставки РНК используют липосомы или полимеры, эффективность которых не всегда высока. Частицы, созданные с помощью ДНК-оригами, имеют преимущество в том, что их легко проектировать и все они идентичны друг другу (а не представляют собой, как липосомы, смесь частиц разного размера). Однако контейнеры из ДНК могут быть менее устойчивыми в кровотоке из-за наличия там режущих ДНК ферментов, а также хуже входить в клетку из-за собственного отрицательного заряда.