创新方法：金属-DNA纳米结构实现高效核酸递送
你是否想过，DNA不仅能存储遗传信息，还能化身精准递送药物的“纳米卡车”？近日，中国科学院国家纳米科学中心李乐乐课题组在核酸递送领域取得重大进展。相关研究成果“Engineering Multifunctional DNA Hybrid Nanospheres through Coordination-Driven Self-Assembly”以Hot Paper形式发表于《德国应用化学》杂志(Angew. Chem., Int. Ed. 2018, DOI: 10.1002/anie.201810735)。
作为生命的设计蓝图，DNA早已超越遗传载体角色，在分析化学、医学诊断和治疗中大放异彩。DNA难以穿透细胞膜且易被降解，高效递送核酸药物一直是科学界的核心挑战。目前，尽管高分子胶束、脂质体等纳米载体层出不穷，但普遍面临制备复杂、效率低下、安全性不足等瓶颈。近年来，DNA纳米技术迅猛崛起，为药物递送注入新活力。从Ned Seeman的瓦块自组装、Paul Rothemund的DNA折纸术，到Chad Mirkin的球形核酸，多种策略各显神通。但这些方法往往依赖复杂序列设计或化学修饰，制约了其生物医学应用。开发简单、高效的DNA纳米组装方法，成为领域内亟待攻克的关键难题。
李乐乐课题组另辟蹊径，从金属-有机配位化学中获得灵感，首次提出金属配位驱动自组装的新概念，开创了DNA纳米结构构建的全新方法学。他们成功构建出金属-DNA纳米结构，并将其用于细胞和活体水平的高效核酸递送。这种方法极其简便：只需将DNA分子与亚铁离子在水中混合，即可快速、高产率地获得球形金属-DNA纳米结构。通过调节配比和浓度，还能精准调控其尺寸和组分，展现出色的可设计性。研究证实，这种无载体递送系统能将核酸药物高效输送至不同细胞，在体外和体内均表现出卓越的生物识别与药效。该工作不仅为DNA纳米材料合成开辟了新路径，更可能推动DNA纳米生物技术与金属配位化学的融合发展。未来，在生物传感、成像及药物/基因递送等领域，这类多功能材料应用前景广阔！
该研究基于李乐乐课题组前期工作，并获国家人才计划和国家自然科学基金支持。这项突破是否让你对纳米技术的未来充满想象？欢迎分享你的观点，一起探索科技前沿！
国家纳米中心突破：DNA纳米生物技术迈向应用新阶段
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