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
刚刚
科研通AI6.3应助火山书痴采纳,获得30
1秒前
2秒前
一叶舟完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
aaa关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
YH_Z发布了新的文献求助10
4秒前
老实的蛋挞完成签到,获得积分10
5秒前
SASA发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
清欢发布了新的文献求助10
6秒前
小苹果完成签到,获得积分10
6秒前
飛666发布了新的文献求助10
9秒前
Yang完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
xiao_niu完成签到,获得积分0
13秒前
scherrys发布了新的文献求助10
13秒前
清欢完成签到,获得积分10
14秒前
明亮衣完成签到,获得积分20
16秒前
Brian发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
molihuakai应助SASA采纳,获得10
18秒前
19秒前
19秒前
坚强谷雪完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
科目三应助追梦小帅采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
淡定寒凝完成签到,获得积分10
22秒前
整齐的不言完成签到,获得积分10
23秒前
samuel发布了新的文献求助10
23秒前
爱u发布了新的文献求助10
23秒前
Whisper发布了新的文献求助10
23秒前
shuiyu完成签到,获得积分10
24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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 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 7316632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8932628
关于积分的说明 18936046
捐赠科研通 6976622
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214079
关于科研通互助平台的介绍 2382025
邀请新用户注册赠送积分活动 2192830