写道AZoM2020年6月15日
Carnegie Mellon大学的研究人员开发了一种用γ-修饰的肽核酸（γPNA）的自组装纳米结构，是DNA的合成模拟。该过程有可能影响纳米制造以及未来的生物医学技术，如靶向诊断和药物递送。
本周出版于自然通讯,该工作介绍了γPNA纳米技术的科学，使得在有欧洲杯线上买球机溶剂溶液中的自组装，肽和聚合物合成中使用的恶劣环境。这持有纳米制备和纳米溶解的承担。
由机械工程助理教授Rebecca Taylor领导的研究小组报告说，γPNA可以在有机溶剂溶液中形成纳米纤维，这种有机溶剂溶液的长度可以达到11微米(比它们的宽度长1000多倍)。这是在有机溶剂中形成的第一个复杂的全pna纳米结构。
泰勒领导马克尼梅隆的MicroSystems和Microsobiology Lab，希望利用PNA的“超级大国”。除了其较高的热稳定性之外，γPNA还保留了与通常使结构DNA纳米技术的有机溶剂混合物中的其他核酸结合的能力。这意味着它们可以在溶剂环境中形成纳米结构，防止形成基于DNA的纳米结构。
γPNA的另一个特性是它比DNA的双螺旋更少扭曲。这种差异的结果是，设计基于pna的纳米结构的“规则”不同于设计结构DNA纳米技术的规则。
“作为机械工程师，我们为解决了结构设计问题的挑战而准备，泰勒说。“由于不寻常的螺旋扭曲，我们不得不提出一种将这些作品编织在一起的新方法。”
因为Taylor实验室的研究人员试图在他们的纳米结构中使用动态形状变化，他们很好奇地发现，当他们将DNA合并到γPNA纳米结构中时，会发生形态变化——比如变硬或解开。
研究人员希望探索的其他有趣特征进一步包括水和聚集中的溶解度。在水中，这些目前的纳米纤维倾向于聚集在一起。在有机溶剂混合物中，泰勒实验室已经证明它们可以控制是否结构骨料和泰勒，并且泰勒认为聚集是可以利用的特征。
这些纳米纤维遵循DNA的沃森-克里克结合规则，但随着PNA结构在尺寸和复杂性上的增长，它们的作用似乎越来越像肽和蛋白质。DNA结构相互排斥，但这些新材料不排斥，我们可以利用这一点创造响应性表面涂层，”欧洲杯足球竞彩泰勒说。
合成的γPNA分子被认为是一种简单的DNA模拟物，具有理想的特性，如高生物稳定性和对互补核酸的强亲和力。
“我们相信通过这项工作，我们可以通过突出γPNA充当γPNA的能力来调节这种感知 - 由于其假肽骨架，并且由于其序列互补而作为DNA模拟而作为肽模拟。
这种感知上的变化可以让我们了解这种分子在PNA纳米结构设计领域中可以利用的多重特性，“Sriram Kumar表示，机械工程博士候选人和第一作者在论文中。
尽管PNA已经被用于突破性的基因治疗应用，但关于这种合成材料的潜力仍有很多需要了解。如果复杂的PNA纳米结构有朝一日能在水溶液中形成，Taylor的团队希望更多的应用将包括抗酶的纳米机器，包括生物传感器、诊断和纳米机器人。
“pna -肽混合物将为科学家们创造一个全新的工具箱，”泰勒说。
研究人员使用Carnegie Mellon的Danith Ly's Lab开发的PANA的定制伽玛修改。未来的工作将在纳米制造过程中调查左手γPNA。对于未来的生物医学应用，左手结构将特别感兴趣，因为它们不会造成与细胞DNA结合的风险。
这项工作代表了跨学科合作。其他作者包括化学博士。候选人亚历山大明珠与机械工程候选林刘。
来源：https://engineering.cmu.edu/