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ナノ材料の生物学的アイデンティティを制御するためのカスタムメイドの機能化方法 | 日本語AI翻訳でPubMed論文検索

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Nanomedicine.2020 Jul;:102268. S1549-9634(20)30122-2. doi: 10.1016/j.nano.2020.102268.Epub 2020-07-11.

ナノ材料の生物学的アイデンティティを制御するためのカスタムメイドの機能化方法

A custom-made functionalization method to control the biological identity of nanomaterials.

  • Esperanza Padín-González
  • Elena Navarro-Palomares
  • Lourdes Valdivia
  • Nerea Iturrioz-Rodríguez
  • Miguel Angel Correa
  • Rafael Valiente
  • Mónica L Fanarraga
PMID: 32663511 DOI: 10.1016/j.nano.2020.102268.

抄録

ここでは、ナノ材料にカスタム設計された生物学的アイデンティティを付与するためのワンステップ戦略を提案する。この研究では、任意のタンパク質に遺伝的に取り付けることができる普遍的な「ナノ材料結合ドメイン」を設計し、タンパク質の正確で自然な配向を保証する。我々は、方法のシンプルさにもかかわらず、達成されたバイオコンジュゲーションは、(i)競合するタンパク質の存在下でも、非常に効率的であり、(ii)極端な生理的条件(pH範囲5.2〜9.0、NaCl濃度0〜1M)で安定している、(iii)生物学的に関連する条件でインキュベーション後の不要なタンパク質のバイオファウリング日を防止し、最後に、(iv)プロミスキュラーな非特異的な受容体とのナノ粒子の相互作用を回避する方法を示しています。要約すると、広範なナノデザインに適用可能なこのタンパク質バイオコーティング技術は、材料科学と分子生物学の手順を統合して、よく定義された表面と予測可能な生物学的挙動を持つハイブリッドナノデバイスを作成し、精密ナノ診断、ナノセンシングまたはナノ治療アプリケーションの章を開きます。

Here we propose a one-step strategy to endow nanomaterials with a custom-designed bio-identity. This study designs a universal `nanomaterial binding domain´ that can be genetically attached to any protein ensuring precise and spontaneous protein orientation. We demonstrate how, despite the simplicity of the method, the bioconjugation achieved is: (i) highly efficient, even in the presence of competing proteins, (ii) is stable at extreme physiological conditions (pH ranges 5.2-9.0; NaCl concentrations 0-1M); (iii) prevents unwanted protein biofouling days after incubation in biologically-relevant conditions; and finally, (iv) avoids nanoparticle interaction with promiscuous unspecific receptors. In summary, this protein biocoating technique, applicable to a wide array of nano-designs, integrates material science and molecular biology procedures to create hybrid nanodevices with well-defined surfaces and predictable biological behaviors, opening a chapter in precision nanodiagnostics, nanosensing or nanotherapeutic applications.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.