由韓國科學(xué)技術(shù)院（KIST）先進(jìn)生物分子識(shí)別中心的Youngdo Jeong博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報(bào)告了一種新型生化納米機(jī)械的開發(fā)，該機(jī)械能夠穿透細(xì)胞膜，并通過在某些細(xì)胞環(huán)境（如癌細(xì)胞）中的折疊和展開的分子運(yùn)動(dòng)殺死細(xì)胞。他們與蔚山國家科學(xué)技術(shù)學(xué)院（UNIST）能源與化學(xué)工程學(xué)院的Sang Kyu Kwak教授和化學(xué)系的Ja-Hyoung Ryu教授以及Fusion Biotechnology, Inc.的Chaekyu Kim博士團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了合作。

由KIST-UNIST聯(lián)合研究小組開發(fā)的納米機(jī)械，可選擇性地穿透并殺死癌細(xì)胞，以及其作用機(jī)制。資料來源：韓國科學(xué)技術(shù)院（KIST）。

該聯(lián)合研究小組專注于蛋白質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)，其中大結(jié)構(gòu)的軸和移動(dòng)單元是分層的。因此，只有特定的部分可以圍繞軸線移動(dòng)?，F(xiàn)有的大多數(shù)納米機(jī)械被設(shè)計(jì)成移動(dòng)部件和大結(jié)構(gòu)的軸線存在于同一層上。因此，這些部件同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這使得對(duì)特定部分的預(yù)期控制變得復(fù)雜。

研究人員通過合成并結(jié)合直徑為2納米的金納米粒子和可根據(jù)周圍環(huán)境折疊和展開的分子制造了一個(gè)分層的納米機(jī)械。這種納米機(jī)械由可移動(dòng)的有機(jī)分子和無機(jī)納米顆粒組成，發(fā)揮大軸結(jié)構(gòu)的作用，并以這樣的方式定義運(yùn)動(dòng)和方向，在到達(dá)細(xì)胞膜后，導(dǎo)致機(jī)械性的折疊/解折疊運(yùn)動(dòng)，使納米機(jī)械直接穿透細(xì)胞，破壞細(xì)胞器，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這種新方法通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)直接殺死癌細(xì)胞，而不需要抗癌藥物，與傳遞治療藥物的膠囊型納米載體不同。

隨后，一個(gè)閂鎖分子被穿到了納米機(jī)械上，以控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而選擇性地殺死癌細(xì)胞。螺紋鎖扣分子被設(shè)計(jì)成只在低pH值環(huán)境下釋放。因此，在pH值相對(duì)較高（約7.4）的正常細(xì)胞中，納米機(jī)械的運(yùn)動(dòng)受到限制，它們無法穿透細(xì)胞。然而，在癌細(xì)胞周圍的低pH值環(huán)境下（大約6.8），閂鎖分子被解開，誘發(fā)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞穿透。

Jeong博士說："開發(fā)的納米機(jī)械的靈感來自于蛋白質(zhì)，它們通過根據(jù)環(huán)境改變其形狀來執(zhí)行生物功能。我們提出了一種新穎的方法，通過附著在納米機(jī)器上的分子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)直接穿透癌細(xì)胞以殺死它們，而無需藥物。這可能是克服現(xiàn)有化療副作用的一種新的選擇"。

(資料圖)