Проводится большая работа по разработке небольших наномеханических структур и даже небольших наномеханических приводов, построенных с использованием ДНК. Я слышал, что исследователи мотивируют это исследование заявлениями о том, что оно может иметь биомедицинское применение. Мой вопрос в том, насколько вероятно, что это правда? В частности, меня беспокоят несколько потенциальных проблем:
(1) Каков риск того, что чужеродные нити ДНК, используемые для создания наномеханических устройств, будут случайно включены в геном хозяина? Существуют ли правдоподобные стратегии, позволяющие избежать этого?
(2) Будет ли он эффективен при наличии иммунной системы? Если чужеродная ДНК не включена в геном хозяина, скорее всего, вместо этого она будет уничтожена иммунной системой хозяина. Есть ли исследования, посвященные этому вопросу?
Я думаю, что биомедицинские приложения не являются абсурдной перспективой. Более конкретно, что касается ваших опасений:
(1) Если только ДНК сначала не интернализируется клетками, а затем каким-то образом попадает в ядро (и то, и другое маловероятно, особенно учитывая небольшие концентрации, о которых мы говорим здесь после разбавления в человеческом теле), вам все равно понадобится ДНК. структура должна быть разобрана, чтобы стать «доступной», и нити должны быть достаточно длинными, чтобы их можно было включить, что обычно не так. И, конечно же, вам понадобится какой-то механизм интеграции ДНК, такой как рекомбинация с последовательностями генома, которые очень похожи на те, которые используются для построения наноструктуры ДНК (чего можно избежать на этапе проектирования). Другими словами, нет, это маловероятно.
(2) Иммунный ответ может быть более серьезной проблемой; в частности, некоторые Toll-подобные рецепторы (TLR), активирующие врожденную иммунную систему, могут реагировать на фрагменты ДНК и РНК. Но иммунный ответ может быть не таким проблематичным, если наноструктуры ДНК используются для краткосрочной миссии, например, однократной доставки в определенный орган, и в этом случае им не нужно оставаться там очень долго. Кроме того, это может быть полезной функцией; иммунное распознавание можно использовать для направления переноса наночастиц, например, в лимфатические узлы, где можно максимизировать эффективность их полезной нагрузки (например, иммуномодулятора).
Дэйвид
странствующий математик