Spatially Localized Entropy-Driven Evolution of Nucleic Acid-Based Constitutional Dynamic Networks for Intracellular Imaging and Spatiotemporal Programmable Gene Therapy

化学 核酸 细胞内 熵(时间箭头) 生物物理学 遗传增强 计算生物学 基因 纳米技术 生物化学 物理 量子力学 生物 材料科学
作者
Nina Lin,Yu Ouyang,Yunlong Qin,Ola Karmi,Yang Sung Sohn,Songqin Liu,Rachel Nechushtai,Yuanjian Zhang,Itamar Willner,Zhixin Zhou
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (30): 20685-20699 被引量:23
标识
DOI:10.1021/jacs.4c03651
摘要

The primer-guided entropy-driven high-throughput evolution of the DNA-based constitutional dynamic network, CDN, is introduced. The entropy gain associated with the process provides a catalytic principle for the amplified emergence of the CDN. The concept is applied to develop a programmable, spatially localized DNA circuit for effective in vitro and in vivo theranostic, gene-regulated treatment of cancer cells. The localized circuit consists of a DNA tetrahedron core modified at its corners with four tethers that include encoded base sequences exhibiting the capacity to emerge and assemble into a [2 × 2] CDN. Two of the tethers are caged by a pair of siRNA subunits, blocking the circuit into a mute, dynamically inactive configuration. In the presence of miRNA-21 as primer, the siRNA subunits are displaced, resulting in amplified release of the siRNAs silencing the HIF-1α mRNA and fast dynamic reconfiguration of the tethers into a CDN. The resulting CDN is, however, engineered to be dynamically reconfigured by miRNA-155 into an equilibrated mixture enriched with a DNAzyme component, catalyzing the cleavage of EGR-1 mRNA. The DNA tetrahedron nanostructure stimulates enhanced permeation into cancer cells. The miRNA-triggered entropy-driven reconfiguration of the spatially localized circuit leads to the programmable, cooperative bis-gene-silencing of HIF-1α and EGR-1 mRNAs, resulting in the effective and selective apoptosis of breast cancer cells and effective inhibition of tumors in tumor bearing mice.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qq发布了新的文献求助10
1秒前
我是老大应助李付清采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.4应助啦啦啦啦采纳,获得10
2秒前
小小发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助喜东东采纳,获得50
3秒前
无花果应助朴素绿真采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
文具盒发布了新的文献求助10
4秒前
饵丝拌辣酱完成签到,获得积分10
4秒前
tiger发布了新的文献求助50
5秒前
6秒前
Xcentimeter完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
正经大善人完成签到,获得积分10
7秒前
影子完成签到 ,获得积分10
9秒前
平常的明辉完成签到,获得积分10
10秒前
甜蜜向梦完成签到,获得积分10
11秒前
静夜谧思发布了新的文献求助10
12秒前
soilman发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
谁便完成签到,获得积分10
13秒前
对对对完成签到,获得积分10
14秒前
小八统治世界完成签到,获得积分10
16秒前
来都来了完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
18秒前
着急的道之完成签到,获得积分10
18秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
20秒前
崔龙锋发布了新的文献求助10
20秒前
柚子欢欢乐乐完成签到,获得积分10
20秒前
Gu完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
yunluogui完成签到 ,获得积分10
22秒前
neeko发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
23秒前
啦啦啦啦啦啦完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7707589
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265144
关于积分的说明 20052844
捐赠科研通 7284077
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296071
关于科研通互助平台的介绍 2450956
邀请新用户注册赠送积分活动 2303062