Technologie DNA origami, čili skládání dvou a také už i trojrozměrných tvarů z řetězců DNA, začínala se smajlíky a hvězdičkami nanometrových velikostí. Ty nebyly vůbec špatné, dneska už ale tahle bionanotechnologie může nabídnout mnohem víc. Nedávno se jako zajímavá novinka objevily nanonástroje vyrobené jako DNA origami, s jejichž pomocí se dá studovat buněčný receptor, hrající významnou roli v některých typech nádorového bujení.
Ve výzkumu, který vedli Björn Högberg a Ana Teixeira z Institutu Karolinska, se vědci intenzivně zajímali o receptor EphA2 (ephrin type-A receptor 2), což je vlastně enzym typu tyrosinkináza, ze skupiny proteinkináz, který je navázaný na buněčnou membránu. Signální molekulou, čili ligandem tohoto receptoru je protein jménem efrin. Efrinový receptor EphA2 za normálních okolností funguje při řízení zárodečného vývoje, zejména pokud jde o nervovou soustavu. Zároveň ovšem hraje i důležitou úlohu v růstu několika typů nádorů, včetně obávané rakoviny prsu. O takovém receptoru bychom rádi měli co nejvíc detailních informací.
Högberg, Teixeirová a spol. měli o fungování receptoru EphA2 určité představy. Domnívali se například, že jeho aktivitu v buňkách ovlivňuje vzdálenost jednotlivých molekul efrinu a potřebovali si to důkladně ověřit. K tomu se jim skvěle hodila technologie DNA origami. Z DNA si vyrobili pevnou nanotyčku a tu použili jako velice přesné měřidlo vzdálenosti mezi sledovanými molekulami. Vědci si na své nanoměřidlo navázali molekuly efrinu ve zvolené vzdálenosti od sebe, např. 40 anebo 100 nanometrů. Pak nanoměřidla s molekulami efrinu umístili do roztoku s buňkami rakoviny prsu a sledovali, jak aktivní budou jejich receptory EphA2.
Ukázalo se, že když vědci umístili molekuly efrinu na DNA měřidle blíž k sobě, tak byly receptory EphA2 buněk rakoviny prsu aktivnější. Rakovinné buňky se pak chovaly méně invazivně a snad byly i méně svolné k metastazování. Platilo to kupodivu i když v experimentu byl stále stejný celkový počet molekul efrinu. Podle badatelů mohou buňky číst okolní prostředí podobně, jako slepci Brailleovo písmo. Díky receptorům jako je EphA2 vnímají nejen množství určitého proteinu v okolí, ale i jeho uspořádání v prostoru. Jak je vidět, shluk molekul proteinu může být mnohem účinnější, nežli stejný počet molekul více rozptýlených v prostoru. To je nepochybně zajímavé pro vývojáře nových léčiv a léčebných postupů. Nanonástroje z DNA origami se podle všeho opět osvědčily a jistě brzy uvidíme další pozoruhodné aplikace geniální stavebnice z řetězců DNA. Nanoinženýři nikdy nespí.
Visualisation of DNA origami folding. Kredit: Björn Högberg.
Nanofabrication via DNA Origami. Kredit: William Shih (Harvard).
Literatura
Karolinska Institutet News 6. 7. 2014, Nature Methods online 6. 7. 2014, Wikipedia (DNA origami, EPH receptor A2).