生物技術大突破!本院生化暨分子生物研究所廖韋晴助理教授研發團隊製造DNA奈米藥物膠囊,可望用於癌症檢測
廖韋晴老師表示,DNA膠囊除了包裹訊號源用於體外生物標記偵測,也能用於裝載治療藥物,有鑑於DNA的高度生物相容性,將有機會發展成為在體內具控制釋放能力的藥物傳遞系統。這項研究由台灣及以色列共同合作,並獲得科技部支持,由張文馨碩士及李宜芳碩士協助完成,研究成果已發表於英國皇家化學學會奈米科學研究指標期刊《Nanoscale》。
為了測試DNA膠囊,研發團隊進一步在膠囊的橋接DNA上嵌入microRNA-141感測序列。當膠囊偵測到環境中存在的目標microRNA時,可誘發DNA序列置換,膠囊就會像鑰匙開鎖般進而釋放包裹在裡頭的訊號分子,得以測量環境中的microRNA表現量。甚至透過等溫鏈置換聚合/切口擴增反應(isothermal strand displacement polymerization/nicking amplification machinery),也能短時間內產生大量刺激因子以開啟膠囊,讓microRNA偵測更為精準快速。
microRNA(微核糖核酸)為小片段的非編碼單股RNA分子,近來研究證據顯示,microRNA失調與癌症、心血管疾病、神經元疾病和發炎反應等疾病相關,因此microRNA的檢測可作為早期診斷的生物指標或用於了解疾病發展階段。
應用核酸奈米技術,科學家可將microRNA作為開啟DNA膠囊的鑰匙開關。鑑於microRNA與癌症的關聯性且又難以偵測,這項技術將有助於有效縮短偵測時間,並達到實際可應用的偵測極限。
廖韋晴老師研究團隊之系列研究,專注在DNA相關奈米技術的開發,運用化學方法與技術,結合DNA分子之自我組裝、感測及結構重組的性質,將其應用於生醫領域嘗試解決現今重要科學問題。
◎期刊資訊:
Wen-Hsin Chang(張文馨同學), Yi-Fang Lee(李宜芳同學), Yen-Wenn Liu(劉燕雯老師), Itamar Willner and Wei-Ching Liao(廖韋晴老師).Stimuli-responsive hydrogel microcapsules for the amplified detection of microRNAs. Nanoscale, 2021, 13, 16799–16808 <生化暨分子生物研究所 / 指導老師:廖韋晴助理教授>