Towards Nucleic Acid Nanoparticles for Targeted Drug Delivery

Research output: Book/anthology/dissertation/reportPh.D. thesisResearch

  • Hans Christian Høiberg
Siden nukleinsyre-nanoteknologiens opståen i begyndelsen af 1980'erne
er der blevet foreslået adskillige anvendelsesmuligheder. En mulighed,
som er blevet studeret grundigt, er at bruge modificerede
nukleinsyre-nanostrukturer som bærere til levering af medicin. Især
DNA-nanostrukturer er blevet grundigt studeret, og adskillige teknikker
er blevet udviklet til at modificere dem. På trods af
DNA-nanoteknologiens mange muligheder kan man potentielt opnå en
del fordele ved i stedet er bruge RNA som byggemateriale. Blandt disse
fordele er RNA’s evne til selektivt at nedregulere udtrykket af et bestemt
gen igennem RNA-inteferensprosessen, en meget lovende teknologi i
behandlingen af forskellige sygdomme.
I denne afhandling præsenterer jeg mit arbejde for at udvide den
“værktøjskasse”, som er til rådighed for RNA, så den bliver lige så god
som den til DNA. Ud af de tre projekter, som jeg præsenterer her, gør
det første brug af DNA-origamiteknikken mens de to andre drejer sig om
foldning og modifikation af RNA. I det første projekt foldede vi en
DNA-vippe, som vi brugte til at sammenligne bindingsenergier mellem
forskellige DNA-strenge. Vi karakteriserede systemet ved hjælp af
gel-elektroforese og transmissionselektronmikroskopi. Vi
demonstrerede, at vippen var i stand til at ændre konformation på
baggrund af bindingsenergien mellem DNA-strenge placeret på hver
ende af strukturen. Det andet projekt anvender idéen bag DNA-origami
på RNA og bruger det til at folde en oktahedron, som kunne regulere
genudtryk gennem RNA-interferens. Vi karakteriserede strukturen ved
hjælp af gel-elektroforese, dynamic light scattering og
transmissionselektronmikroskopi med 3D-partikelrekonstruktion. Vi
påviste, at oktahedronen foldede efter hensigten og var i stand til at
regulere gener i kræftceller, en egenskab, som gør den interessant i
terapeutisk sammenhæng. Det tredje og sidste projekt benytter et enzym
fra vacciniavirus sammen med modificerede GTP-nukleotider til at
modificere RNA med et funktionelt azid-håndtag. Reaktionen blev
analyseret med gel-elektroforese, efter inkubation med DBCO-PEG. Jeg
påviste, at capping-reaktionen effektivt kan modificere både naturligt
ustruktureret RNA og en struktureret 2’-fluoro-RNA-aptamer, hvilket gør
det til et interessant system til at screene forskellige kemiske
modifikationer.
Original languageEnglish
Number of pages151
Publication statusPublished - 2017

See relations at Aarhus University Citationformats

ID: 104238833