Nat Commun： DNA 计算机推动“智能药物”发展

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Nat Commun： DNA 计算机推动“智能药物”发展
- k# c& ^: Z6 ^; O5 R来源:生物 360 / 作者:MEI / 2017-02-20+ D( h1 n" a% P: B
艾恩德霍芬理工大学（TU / e）的研究人员提出了一种新的方法：使用 DNA 计算机将受控药物输送到血液中。由生物医学工程师 Maarten Merkx 领导的研究团队于 2 月 17 日在《自然 - 通讯》发表文章，描述如何开发第一个能够检测血液中几种抗体的 DNA 计算机，并根据这个输入执行后续计算。 这是朝向开发“智能药物”的重要一步，其可以更好地控制用于风湿病和克罗恩病的药物，例如具有较少的副作用和较低的成本。" S0 m, C# Q- P* ]2 b
TU / e 研究人员提出的方法类似于一种安全门系统，系统根据站在前面的人判断是否打开门。 如果相机识别到人，则门解锁，但如果该人未知，则门保持锁定。 生物医学化学 Maarten Merkx 教授说：对诊断测试的研究往往侧重于“识别”，但是该系统的特殊之处在于它可以考虑并且可以连接驱动，例如药物递送。8 Z5 V7 W" [5 }% ^; w& X1 Y
DNA 计算机
' d8 {8 V$ `  I: o为了能够执行这样的动作，需要“智能”，在该系统中，这样的角色由 DNA 计算机执行。 DNA 是遗传信息的载体，但 DNA 分子也高度适合于进行分子计算。 DNA 分子内的序列决定了其可以与哪些其他 DNA 分子反应，这允许研究者编程期望的反应回路。
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迄今为止，DNA 计算机的生物医学应用受到限制，因为 DNA 计算机的输入通常由其他 DNA 和 RNA 分子组成。 为了确定某人是否患有特定疾病，必须测量特异性抗体的浓度，即当我们生病时免疫系统产生的药物。 Merkx 和他的同事们首次成功地将抗体的存在连接到 DNA 计算机。( ]/ n# n9 C+ w5 U" U! q) h4 }
药物递送
) ^) F5 ~4 d. f0 b团队的方法将每种抗体的存在翻译成独特的 DNA 片段，由此 DNA 计算机可以基于一种或多种抗体的存在决定是否需要药物递送。研究的第一作者，博士生 Wouter Engelen 解释说：“特定 DNA 分子的存在启动了一系列反应，我们可以让 DNA 计算机运行各种程序。 研究结果表明，我们可以使用 DNA 计算机控制酶的活性，但我们认为也应该可以控制治疗性抗体的活性。”
  v& k/ l  \9 F: K5 r$ Q1 w药物
% q+ [9 \. m( s1 t! V/ R6 e在治疗慢性疾病，如风湿病或克罗恩病中，这种治疗性抗体用作药物。 该系统的潜在应用之一是测量血液中治疗性抗体的量，并决定是否需要施用任何额外的药物。 Merkx：“通过直接将抗体的测量与疾病的治疗联系起来，我们或许能够预防副作用并降低成本。”; Q8 F% w4 }7 g# t2 X
参考资料：
8 w# `- n/ v0 v& V1.Antibody-controlled actuation of DNA-based molecular circuits, S* o& Q0 d" Y; L( M) v+ Y9 q+ b4 Z
2.DNA computer brings 'intelligent drugs' a step closer  W# E9 A" f: M+ U