(PhysOrg.com) -- Pendant des années, L'ARN a semblé un outil insaisissable dans la recherche en nanotechnologie - facilement manipulé dans une variété de structures, mais susceptible de destruction rapide lorsqu'il est confronté à une enzyme couramment trouvée.

"L'enzyme RNase coupe l'ARN au hasard en petits morceaux, très efficacement et en quelques minutes, " explique Peixuan Guo, Doctorat, Dane et Mary Louise Miller Endowed Chair et professeur de génie biomédical à l'Université de Cincinnati (UC). "De plus, La RNase est présente partout, rendant la préparation de l'ARN dans un laboratoire extrêmement difficile.

Mais en remplaçant un groupe chimique dans la macromolécule, Guo dit que lui et ses collègues chercheurs ont trouvé un moyen de contourner la RNase et de créer des configurations tridimensionnelles stables d'ARN, élargissant considérablement les possibilités de l'ARN en nanotechnologie (l'ingénierie de systèmes fonctionnels à l'échelle moléculaire).

leurs résultats, "Fabrication de nanoparticules d'ARN stables et résistantes à la RNase actives dans l'engrenage des nanomoteurs pour l'encapsulation de l'ADN viral, » sont publiés en ligne dans la revue ACS Nano .

Dans leur travail, Guo et ses collègues se sont concentrés sur les anneaux ribose qui, avec des groupes phosphates alternés, forment l'épine dorsale de l'ARN. En changeant une section de l'anneau ribose, Guo et son équipe ont modifié la structure de la molécule, le rendant incapable de se lier à la RNase et capable de résister à la dégradation.

"L'interaction de la RNase avec l'ARN nécessite une correspondance de conformation structurelle, ", dit Guo. "Quand la conformation de l'ARN a changé, la RNase ne peut pas reconnaître l'ARN et la liaison devient un problème.

Alors qu'il dit que des chercheurs précédents ont montré que cette altération rend l'ARN stable dans une double hélice, ils n'ont pas étudié son potentiel d'affecter le repliement de l'ARN en une structure tridimensionnelle nécessaire à la nanotechnologie.

Après avoir créé la nanoparticule d'ARN, Guo et ses collègues l'ont utilisé avec succès pour alimenter le nanomoteur d'emballage d'ADN du bactériophage phi29, un virus qui infecte les bactéries.

"Nous avons découvert que l'ARN modifié peut se replier dans sa structure 3-D de manière appropriée, et peut exercer ses fonctions biologiques après modification, ", dit Guo. "Nos résultats démontrent qu'il est pratique de produire des RNases résistantes, biologiquement actif, et un ARN stable pour une application en nanotechnologie.

Parce que des molécules d'ARN stables peuvent être utilisées pour assembler une variété de nanostructures, Guo dit qu'ils sont un outil idéal pour fournir des thérapies ciblées aux cellules cancéreuses ou infectées par un virus :

"Les nanoparticules d'ARN peuvent être fabriquées avec un niveau de simplicité caractéristique de l'ADN tout en possédant une structure polyvalente et une fonction catalytique similaire à celle des protéines. Avec cette modification d'ARN, j'espère que nous pourrons ouvrir de nouvelles voies d'étude en nanotechnologie de l'ARN.