DNA－蛋白復合結構的多級可控構筑獲新突破

　　近年來，一些科學家利用非共價交聯手段，進行DNA支架—蛋白質復合納米結構的組裝研究。但是，這些研究往往局限于特殊蛋白個體在DNA支架上的結合排布，并且不涉及后續組裝調控。構建更加高級而有序的DNA—蛋白質復合結構，并實現蛋白分子化學計量學和原位組裝調控，是發展基于核酸和蛋白質的雜化生物納米材料所面臨的一個重要挑戰。

　　近日，中科院蘇州納米所研究員王強斌團隊在前期工作的基礎上，首次利用病毒蛋白與基因組RNA內在作用機制在DNA支架上進行原位可控組裝體系的設計，展示了DNA—蛋白復合結構的多級可控構筑。相關研究成果發表在《美國化學會志》。該工作得到了國家自然科學基金和國家重點研發計劃的支持。

　　王強斌表示，病毒是一類典型的自組體，它的裝配過程具有很高的特異性和效率，能夠在短時間內利用弱鍵協同作用組裝生產出大量的病毒顆粒。以煙草花葉病毒（TMV）作為模式系統，研究人員探索了不同條件下TMV基因組RNA與衣殼蛋白的互作規律及其對病毒顆粒的裝配調控。

　　研究發現，TMV基因組特定的組裝起始序列可有效引導核酸與病毒衣殼蛋白的特異性結合并引發體外重構組裝，并且病毒蛋白管的組裝長度是由RNA長度決定的，從而為蛋白域的精確調控提供了可能。研究人員構建了一維到三維DNA origami（DNA折紙術）模板作為支架結合不同長度的TMV RNA重組序列，引導后續的原位組裝過程。通過支架表面結合位點和序列的設計，不僅實現TMV病毒蛋白管在DNA支架特定位置按一定組裝程序進行定向裝配生長，還完成蛋白管原位組裝長度的有效調控，這些成果為構建復雜DNA—蛋白復合組裝體系提供了新的策略。

　　“這種策略具有普適性，展現出以DNA origami為功能載體結合其他探針進行病毒組裝與感染機制研究的潛力，為DNA納米技術在生物醫學領域的應用提供新的視角。”王強斌說。