新研發(fā)的DNA納米技術(shù)有望將疫苗和醫(yī)藥的開發(fā)速度提高百萬倍

在一個比針頭還小的區(qū)域內(nèi)可以合成和分析4萬多個不同的分子。該方法是在丹麥通過高度跨學(xué)科的研究工作開發(fā)出來的，有望大幅減少制藥公司的材料、能源和經(jīng)濟成本。

該方法通過使用類似肥皂的氣泡作為納米容器來工作。通過DNA納米技術(shù)，多種成分可以在容器內(nèi)混合。

"體積是如此之小，以至于材料的使用可以比作使用一升水和一公斤的材料，而不是所有海洋中的全部水量來測試相當(dāng)于整個珠穆朗瑪峰質(zhì)量的材料。"哥本哈根大學(xué)化學(xué)系副教授尼科斯-哈扎基斯（Nikos Hatzakis）說："這是一種前所未有的努力、材料、人力和能源方面的節(jié)約"。

博士生Mette G. Malle說："無限地節(jié)省時間、能源和人力，對任何合成開發(fā)和藥品評估都是根本性的重要。"他是這篇文章的主要作者，目前在美國哈佛大學(xué)從事博士后研究。

這項工作是由哥本哈根大學(xué)的Hatzakis小組和南丹麥大學(xué)的Stefan Vogel副教授合作進行的。該項目得到了Villum基金會卓越中心撥款的支持。由此產(chǎn)生的解決方案被命名為"基于DNA介導(dǎo)的單顆粒組合脂質(zhì)納米容器融合"--縮寫為SPARCLD。

這一突破涉及到來自通常相當(dāng)遙遠(yuǎn)的學(xué)科的元素的整合：合成生物化學(xué)、納米技術(shù)、DNA合成、組合化學(xué)，甚至還有作為AI（人工智能）學(xué)科的機器學(xué)習(xí)。Nikos Hatzakis解釋說："我們的解決方案中沒有一個元素是全新的，但它們從未被如此無縫地結(jié)合起來。"該方法在短短七分鐘內(nèi)就能提供結(jié)果。"我們所擁有的非常接近于現(xiàn)場讀出。這意味著人們可以根據(jù)讀數(shù)不斷調(diào)整設(shè)置，從而增加重要的額外價值。我們預(yù)計這將是希望實施該解決方案的行業(yè)的一個關(guān)鍵因素，"Mette G. Malle說。

該項目中的個別研究人員有幾個行業(yè)合作，但他們不知道哪些公司可能想實施新的高通量方法。"我們必須保守秘密，因為我們不想冒險讓其他人在我們之前發(fā)表類似的東西。因此，我們不能與工業(yè)界或其他可能在各種應(yīng)用中使用該方法的研究人員進行交談，"Nikos Hatzakis說。不過，他還是可以說出一些可能的應(yīng)用："一個安全的賭注是，從事長分子（如聚合物）合成的工業(yè)界和學(xué)術(shù)界團體都可能是第一批采用該方法的人。對于與藥物開發(fā)有關(guān)的配體也是如此。該方法的一個特別的好處是，它可以進一步整合，允許直接增加相關(guān)的應(yīng)用"。

在這里，例子可以是重要的生物技術(shù)工具CRISPR的RNA串，或者是篩選和檢測以及合成未來大流行疫苗的RNA的替代方法。

"我們的設(shè)置允許將SPARCLD與蛋白質(zhì)-配體反應(yīng)的組合后讀出相結(jié)合，例如那些與CRISPR使用有關(guān)的組合。只是，我們還沒能解決這個問題，因為我們想先發(fā)表我們的方法。"

關(guān)于SPARCLD的科學(xué)文章將于2022年4月4日發(fā)表在著名的《自然化學(xué)》雜志上。