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聂舟教授课题组利用DNA纳米技术实现细胞行为的精确调控

2020年10月06日

我校化学化工学院聂舟教授课题组利用DNA纳米技术实现细胞行为的精确调控。相关研究成果在国际权威期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition,影响因子12.102)发表,并被该期刊选为“Hot Paper”。

细胞行为的精确控制是目前细胞治疗技术中的难点和热点问题。现代合成生物学手段通过基因工程技术对细胞膜表面受体的分子识别特异性进行改造,实现细胞行为调控。然而,对细胞的遗传操作限制了该方法的体内原位应用。

聂舟教授课题组开发了一种基于DNA纳米机器的受体非遗传改造策略,对细胞膜表面受体特异性进行定制化改造,通过DNA纳米技术赋予其化学小分子响应性,实现了小分子调控的细胞行为。该策略应用DNA介导化学诱导二聚(D-CID)实现了受体酪氨酸激酶的二聚激活,并介导下游的细胞信号传导途径,可对细胞迁移行为进行精确控制,无需复杂遗传改造即可赋予细胞特定的化学趋向性。进一步通过不同的DNA功能模块组合,并利用微流控装置构建复杂多细胞环境,成功证明了该策略可用于多目标细胞行为的多化学因子精准正交控制,有望实现在复杂细胞环境下对特定靶细胞类型的智能行为调控。DCID策略由于其DNA识别单元的多样性,因此具有小分子配体及对应细胞膜受体的普适性。这种细胞行为的智能化调控策略有望为细胞治疗及再生医学的体内应用提供一种新思路。

聂舟,湖南大学二级教授,博士生导师。

现为湖南大学研究生院副院长兼学位办主任,生物大分子化学生物学湖南省重点实验室主任,第十二届湖南省政协委员。

主持国家自然科学基金杰出青年基金、优秀青年基金等项目,先后入选国家万人计划青年拔尖人才,五年内主持国家自然科学基金3项,省部级项目4项,参与973子课题2项,荣获中国化学会青年化学奖、卢嘉锡优秀导师奖等奖励。


围绕生物医学中关键机制,如表观遗传及细胞信号传导等开展深入探索,主要开展以下两方面研究:1. 基于功能蛋白质和核酸的生物传感新方法;2. 化学手段调控细胞行为和命运。

自2009年以来作为通讯作者在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS. Nano., Nucleic Acids Res., Chem. Sci., TrAC-Trend. Anal. Chem., Anal. Chem., Small, Chem. Commun., 等SCI收录源刊物上发表SCI论文90余篇(影响因子> 5,70多篇)论文他引2000多次。获国家发明专利授权2项,受邀为Springer出版社撰写英文学术专著2章。





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