Одной из основных проблем, с которыми сталкиваются исследователи, заинтересованные в регенерации клеток и выращивании новой ткани для лечения изнурительных травм и заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, болезни сердца и травмы спинного мозга, является создание простой, эффективной и нетоксичной методологии контроля дифференцировки на специфические клеточные линии. Ли и его коллеги из Университета Рутгерса и Киото в Японии изобрели платформу, которую они назвали NanoScript, что стало важным прорывом для исследователей в области экспрессии генов.
Экспрессия гена – это способ, которым информация, закодированная в гене, используется для управления сборкой белковой молекулы, которая является неотъемлемой частью процесса развития ткани с помощью терапии стволовыми клетками.
Стволовые клетки открывают большие перспективы для применения в широком спектре медицинских терапевтических средств, поскольку они обладают способностью разрастать ткани по всему телу. Во многих тканях стволовые клетки обладают практически безграничной способностью делиться и пополнять другие клетки, выступая в качестве внутренней системы восстановления.
Белки фактора транскрипции (TF) являются главными регуляторами экспрессии генов.
Белки ТФ играют ключевую роль в регуляции дифференцировки стволовых клеток. Хотя некоторые пытались создать синтетические молекулы, выполняющие функции естественных факторов транскрипции, NanoScript является первым TF-белком из наноматериала, который может взаимодействовать с эндогенной ДНК. ACS Nano, издание Американского химического общества (ACS), опубликовало исследование Ли по NanoScript.
Исследование поддержано грантом Национального института здоровья (NIH).
«Нашей мотивацией было разработать надежную и эффективную платформу на основе наночастиц, которая может регулировать экспрессию генов и, в конечном итоге, дифференциацию стволовых клеток», – сказал Ли, возглавляющий исследовательскую группу Рутгерса, в первую очередь сосредоточенную на разработке и интеграции нанотехнологий с химической биологией для модуляции сигнальных путей. в раковых и стволовых клетках. "Поскольку NanoScript является функциональной копией белков TF и настраиваемой платформой для регулирования генов, у него есть большой потенциал именно для этого. В области биологии стволовых клеток теперь есть другая платформа для регулирования дифференцировки, в то время как область нанотехнологий впервые продемонстрировала, что мы можем регулировать экспрессию генов на уровне транскрипции."
NanoScript был создан путем привязки функциональных пептидов и небольших молекул, называемых синтетическими факторами транскрипции, которые имитируют отдельные домены TF, на наночастицах золота.
«NanoScript локализуется в ядре и инициирует транскрипцию репортерной плазмиды в 30 раз», – сказал Сахишну Патель, аспирант Rutgers Chemistry и соавтор публикации ACS Nano. "NanoScript может эффективно транскрибировать целевые гены на эндогенной ДНК невирусным способом."
Ли сказал, что следующим шагом в его исследовании будет изучение того, что происходит с наночастицами золота после использования NanoScript, чтобы гарантировать отсутствие токсических эффектов и обеспечить эффективность NanoScript в течение длительных периодов времени.
«Благодаря уникальным настраиваемым свойствам NanoScript, мы уверены, что эта платформа не только станет желательной альтернативой традиционным методам генной регуляции», – сказал Ли, – «но также найдет прямое применение для приложений, связанных с манипуляциями генов, такими как стволовые клетки. дифференциация, терапия рака и перепрограммирование клеток. В наших исследованиях мы продолжим оценивать долгосрочные последствия для технологии."
Ли, родом из Южной Кореи, поступил на факультет Рутгерса в 2008 году и получил множество наград, в том числе награду директора NIH New Innovator. Ли получил докторскую степень.D. получил степень доктора химии в Северо-Западном университете, где он учился у профессора Чада. А. Миркин, пионер в сочетании нанотехнологий и биомолекул.
Ли получил докторскую степень в Исследовательском институте Скриппса у профессора Питера Дж. Шульц. Ли работал приглашенным научным сотрудником в Принстонском университете и в Медицинской школе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Основным интересом группы Ли является разработка и интеграция нанотехнологий и химической функциональной геномики для модуляции сигнальных путей в клетках млекопитающих по направлению к определенным клеточным линиям или поведению.
Он опубликовал более 50 статей и зарегистрировал 17 соответствующих патентов.