"Remotely-activated protein-producing nanoparticles". A. Schroeder, M. Goldberg, C. Kastrup, C. G. Levins, R. S. Langer, D. G. Anderson. NANOLETTERS. In press. DOI: 10.1021/nl2036047
The development of responsive nanomaterials—nanoscale systems that
actively respond to stimuli—is one general goal of nanotechnology. Here
we develop nanoparticles that can be controllably triggered to
synthesize proteins. The nanoparticles consist of lipid vesicles filled
with the cellular machinery responsible for transcription and
translation, including amino acids, ribosomes, and DNA caged with a
photo-labile protecting group. These particles served as nano-factories
capable of producing proteins including green fluorescent protein (GFP)
and enzymatically-active luciferase. In vitro and in vivo, protein
synthesis was spatially and temporally controllable, and could be
initiated by irradiating micron-scale regions on the timescale of
milliseconds. The ability to control protein synthesis inside
nanomaterials may enable new strategies to facilitate the study of
orthogonal proteins in a confined environment and for remotely-activated
drug delivery.
El desarrollo de nanomateriales sensibles - sistemas nanométricos que responden activamente a estímulos - es uno de los objetivos generales de la nanotecnología. Aquí se desarrollan nanopartículas en las que se puede desencadenar de manera controlada la síntesis de proteínas. Las nanopartículas están hechas de vesículas de lípidos llenas con la maquinaria celular responsable de la transcripción y el traslado, que incluye aminoácidos, ribosomas y ADN atrapados con un grupo protector fotodetectable. Estas partículas funcionan como nanofábricas capaces de producir proteínas, incluída la proteína verde fluorescente (GFP) y la luciferasa enzimáticamente activa. Se controló espacial y temporalmente, in vitro e in vivo, la síntesis de proteínas que fue iniciada por medio de la irradiación de regiones micrométricas en una escala temporal de milisegundos. La capacidad de controlar la síntesis de proteínas en nanomateriales puede permitir el diseño de nuevas estrategias que faciliten el estudio de proteínas ortogonales en un ambiente confinado y la liberación de fármacos mediante activación remota.
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