可编程DNA纳米笼实现了仿生细胞器网络的适应性时空组织

《Angewandte Chemie International Edition》：Programmable DNA Nanocages Enable Adaptive Spatiotemporal Organization of Biomimetic Organelle Networks

DNA纳米笼策略构建稳定自适应人工细胞器网络，通过外泌体表面锚定和PHCR链置换增强结构稳定性，模块化设计实现动态接触点重构，为合成生物学和智能材料提供新平台。

　　

图形摘要

位于细胞外囊泡上的DNA纳米笼构成了合成的细胞骨架支架，这些支架不仅稳定了细胞内的各个隔室结构，还实现了接触点的可编程重构。这一适应性系统能够实现对仿生细胞器间通信的时空控制，从而响应外部刺激。

摘要

合成细胞器的出现旨在模拟细胞内的多隔室结构与通信机制。然而，目前的合成细胞器（如脂质囊泡和基于聚合物的组装体）通常结构稳定性不足，且缺乏适应性反馈机制，这是因为它们缺乏天然细胞骨架蛋白的支持和动态调控，这限制了自主通信网络的构建。在这里，我们提出了一种模块化且可编程的DNA纳米笼策略，用于构建稳定且具有适应性的合成细胞器网络。以细胞外囊泡（EVs）为模型，我们将四面体DNA框架（TDNs）固定在囊泡表面，并通过回文杂交链反应（PHCR）组装出机械强度增强的仿生DNA纳米笼，从而显著提高了囊泡的稳定性，并有效防止了接触时的膜融合。这种模块化设计允许将逻辑门控DNA元件整合为动态接触点，实现人工细胞器间空间组织和信号传递的可响应环境变化的重构。这项工作为构建具有适应性反馈调节功能的人工细胞器提供了一个可定制的平台，在合成生物学、生物医学应用和智能材料设计领域具有广泛潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。