Ученые из Института биомедицинской инженерии и технологий Сучжоу (SIBET), входящего в состав Китайской академии наук, разработали новую методику обнаружения микроРНК. Она базируется на алкин-азидном циклоприсоединении (SPAAC), с применением дезинтеграции ДНК-наноструктур. Данная технология может существенно улучшить возможности ранней диагностики и прогноза заболеваний, поскольку микроРНК выступают важными биомаркерами, тесно связанными с развитием опухолей и других патологических процессов.
Основой новой методики служит трехмерная усечённая треугольная пирамида ДНК (ТПФ), созданная под руководством профессора Мяо Пэна. Эта наноструктура ДНК выполняет роль платформы для идентификации целей, предоставляя три одноцепочечных края для последующих трансформаций в структуре ДНК. При наличии целевой микроРНК, дуплекс-специфическая нуклеаза (DSN) активируется для разрыва одноцепочечной ДНК в верхней части ТПФ, что ведет к восстановлению ДНК-треугольника и последующему проведению SPAAC для размещения нескольких сигнальных цепей.
Клик-реакция SPAAC представляет собой металл- и фермент-независимое присоединение между азидами и циклооктиалкинами, характеризующееся высокой избирательностью и биологической совместимостью. Эта реакция идеально подходит для лигирования диспозиционных элементов ДНК-наноструктур, что позволяет создавать высокочувствительные электрохимические биосенсоры. Благодаря конструкции боковых граней ТПФ, возможно формирование нескольких шпилек с ферроценами, уменьшающих расстояние между электрохимическими частицами и электродом, обеспечивая высокую чувствительность и повторяемость.
Исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, продемонстрировало высокую эффективность новой технологии. Клинические испытания показали её хорошую стабильность, что делает данную разработку перспективной для дальнейшего совершенствования ДНК-нанотехнологий и их применения в клинической химии.
«Наша инновационная технология обнаружения микроРНК, объединяющая ДНК-наноструктуры и химию, может существенно улучшить эффективность ранней диагностики и прогноза заболеваний. Мы надеемся, что наши достижения вдохновят ученых на дальнейшие исследования в этой области и помогут в создании более точных методов диагностики и лечения различных заболеваний», — сообщил профессор Мяо Пэн.
Открытие микроРНК, отмеченное Нобелевской премией по физиологии и медицине 2024 года, акцентирует их значимость в медицине. Новая методика обнаружения микроРНК, созданная учеными из SIBET, может стать значительным шагом на пути к использованию этих биомаркеров для ранней диагностики и прогнозирования заболеваний, что поспособствует улучшению качества жизни пациентов и снижению смертности от различных патологий.
Источник: iXBT
