纳米机器通过折叠和展开直接穿透癌细胞

蛋白质参与每一个生物过程，并利用体内的能量通过机械运动改变其结构。它们被认为是生物的“纳米机器”，因为蛋白质中最小的结构变化都会对生物过程产生重大影响。模拟蛋白质的纳米机器在实现细胞环境中的运动方面受到了广泛的关注。然而，细胞有各种各样的机制来保护自己免受这些纳米机器的攻击。这限制了可用于医疗目的的纳米机器的任何相关机械运动的实现。

韩国科学技术研究院(KIST)高级生物分子识别中心的郑永道博士领导的研究小组尹锡振(音译，社长)最近报告说，在癌细胞等特定细胞环境中，通过折叠和展开的分子运动，穿透细胞膜并杀死细胞的新型生化纳米机器已经开发成功。由于与教授的团队合作唱Kyu夸克能源和化学工程学院的教授和Ja-Hyoung Ryu化学系的韩国蔚山国立科学技术(UNIST,勇胡恩总统Lee), Chaekyu金博士和融合生物技术有限公司

研究组集中研究了蛋白质的层次结构，即大结构的轴和移动单元被层次地分离。因此，只有特定的部件才能绕轴运动。大多数现有的纳米机器的设计使得大型结构的移动部件和轴位于同一层。因此，这些部件同时运动，这使得对特定部件的期望控制复杂化。

将直径为2纳米的金纳米颗粒与可根据周围环境进行折叠和展开的分子合成并组合，制备了分级纳米机。这个纳米机器由可移动的有机分子和无机纳米颗粒组成，具有大轴结构的功能，并以这样的方式定义运动和方向，当到达细胞膜时，它导致机械折叠/展开运动，从而导致纳米机器直接穿透细胞，破坏细胞器，诱导细胞凋亡。这种新方法通过机械运动直接杀死癌细胞，而不需要抗癌药物，这与传递治疗药物的胶囊型纳米载体不同。

随后，一个闩锁分子被螺纹连接到纳米机器上，以控制机械运动，选择性地杀死癌细胞。设计的螺纹锁存分子只在低pH环境下释放。因此，在pH值较高(约7.4)的正常细胞中，纳米机器的运动受到限制，不能穿透细胞。然而，在癌细胞周围的低pH环境(约6.8)，锁舌分子被解开，诱导机械运动和细胞渗透。

郑博士表示:“根据环境改变形状，实现生物学功能的蛋白质受到了启发。我们提出了一种新的方法，通过纳米机器上的分子的机械运动直接穿透癌细胞杀死它们，而不需要药物。这可能是克服现有化疗副作用的一种新选择。”