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空心納米結構,可“捕獲”危險病毒
文/陳根
病毒感染(viral infection)是病毒通過多種途徑入侵機體,并在易感的宿主細胞中增殖的過程。病毒感染的實質是病毒與機體、與易感細胞相互作用的過程,其常因病毒種類、機體狀態不同產生輕重不一的損傷或病毒性疾病。
一旦機體感染病毒,可表現出不同的臨床類型。依據有無癥狀,可分為顯性感染和隱性感染;依據病毒滯留時間及癥狀持續時間長短,又可分為急性感染和持續性感染。
其中,急性感染表現為病毒侵入機體后,潛伏期短、發病急、病程數日至數周,病后常可獲得特異性免疫力,且機體可通過自身的免疫機制把病毒完全清除出體外,如甲型肝炎病毒。
目前,雖然有針對病毒的抗生素,但往往針對急性病毒感染的抗生素很少。一些感染可以通過接種疫苗來預防,但開發新疫苗又是一個漫長且耗力的過程。針對這些問題,近日,研究人員提出了一種治療急性病毒感染的新策略,其開發的DNA制成的納米結構,可以有效捕獲病毒并使其無害化。
1962年,有生物學家發現病毒的蛋白質包膜是按照幾何原理構建的。基于這一發現,慕尼黑工業大學的研究團隊提出了一個概念,使得生產與病毒大小的人造空心體成為可能。
2019年,該團隊的研究人員提出了一個想法,即這種空心體是否可以作為“陷阱”,“捕獲”病毒。也就是說,這些空心體必須有足夠大的開口,病毒才可以通過這些開口進入外殼。
從二十面體的基本幾何形狀開始,該團隊決定用三維的三角形板來建造病毒捕獲器的空心體。為了使DNA板組裝成更大的幾何結構,邊緣必須稍加斜面,邊緣上結合點的正確選擇和定位確保了板塊能自我組裝成所需的物體。
通過這種方式,可以利用三角板的準確形狀對所需物體的形狀和尺寸進行編程,從而生產多達180個子單元的物體,并實現高達95%的產量。此外,通過改變三角形邊緣的結合點,不僅可以創造出封閉的空心球體,還可以創造出有開口或半殼的球體,這些可以被很好地用作病毒“陷阱”。
下一階段,研究人員計劃先在小鼠身上測試開發的藥物,然后在人類身上進行測試。未來,希望該研究能帶給人們好消息。
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