나노기술 및 정책 정보

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● 중국 난징대학교 쥐황셴, 류잉 교수 연구팀은 세포막을 가로질러 DNA 로직 연산(logical computation) 작업을 수행하는 나노 머신 설계 

● 세포막은 세포와 외부 환경을 격리시키는 천연 장벽으로서 핵산 적합체와 막 단백질 결합을 통해 DNA 나노 머신은 세포막 표면에서 로직 연산을 실행하여 출력 신호를 생성

● 세포막 표면에서 ‘로직 게이트 연산’을 완성하려면 DNA 사슬이 세포막 상에서의 탈락과 재결합에 의존해야하여 효율이 제한되어 있고 가짜 양성 결과가 나오기 쉬운 상황

● 이런 문제를 해결하기 위해 연구팀은 DNA 로직 게이트 연산이 가능한 DNA 막전위 로직 연산 나노 머신을 설계하고, 두 단계의 DNA 연산을 각각 세포막과 세포질 내에서 완성하여 미세 종양 내에서 비특이성의 활성화를 피하게끔 하고 생체 내 실체 종양의 정밀 광동력 치료를 실현

● 해당 DNA 나노 머신은 나노 입자 내 코어(UCNPs), DNA 조립체 L012와 H012로 구성되었으며, sgc8 어댑터를 함유한 DNA 사슬 LA-apt는 암 세포막 상에 과다 표현된 PTK-7 단백질과 결합하여 신호 입력 단자 1을 구성하고, 암세포 내 고발현 miRNA-21을 신호 입력 단자 2로 사용하였는데 이 두 신호 입력 단자는 DNA 나노 머신 상의 L012 부분과 공동으로 ‘AND’ 로직 게이트를 형성 

※ Journal of the American Chemical Society 게재(2021.09.03.), “Activating DNA Nanomachine via Computation across Cancer Cell Membrane for Precise Therapy of Solid Tumors”