組織の工学的操作に興味のある科学者は、細胞やその他の生物学的構成要素を自然に行うのと同じように組織化して器官に組み立てる方法を見つけたいと考えています。
ハーバード大学ウィス研究所で、システム生物学の助教授であるペン・イン氏と彼のチームは、塩の粒よりも小さいゲル状の立方体が自己集合してより大きな構造を形成するのを促す接着剤として機能するように DNA をプログラムする方法を発見した。この立方体は、最終的に臓器に成長する細胞を収容する足場を形成するようにプログラムすることができます。
DNA ロボットが不良細胞に致命的なパンチを与える
DNA が互いにくっつく仕組みにより、自己組織化が機能します。 DNAは塩基と呼ばれる4つの分子から構成されています。それらは、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、つまり A、G、C、T です。よく知られた DNA の梯子のような二重らせん構造に結合するには、分子が特定の順序で結合する必要があります。ラダーの横木は、A が T にリンクされるか、G が C にリンクされる必要があります。したがって、二重らせんラダーの一方の側の塩基列が AGCT である場合、もう一方の横行は TCGA でなければなりません。他の組み合わせはそれにバインドされません。この結合特性により、DNA は生物学的な接着剤として最適になります。
これを知って、ウィスのチームは、人体に適合する水ベースのゲルであるヒドロゲルの立方体を特定の DNA 塩基分子のペアでコーティングし、はしごの半分の段が突き出るように配置しました。次に、立方体を他の分子を含む溶液の中に入れます。キューブは、相補的な DNA でコーティングされたパートナー キューブにのみ結合しました。この技術を使用して、科学者たちは十字や正方形を構築することができました。研究者らによれば、より複雑な形状を作れない理由はないという。そのアイデアは、いつか DNA でコーティングされたヒドロゲルを臓器損傷のある患者に注射できるようになるというものです。ヒドロゲルは適切な形状に自己集合し、細胞を引き寄せてその上で成長し、修復組織を形成します。
この実験は月曜日の雑誌に掲載されましたネイチャーコミュニケーションズ。
