ナノブリンカー：アポトーシスの貪食期のフレット検出のためのブラウンモーションパワーバイオナノマシン

熱ノイズで動作する新しいタイプのバイオナノマシンについて説明します。この機械は、環境における水分子のランダムな動きのみを搭載しており、再燃料を必要としません。DNAおよびワクシニアウイルストポイソメラーゼタンパク質で作られたコンストラクトは、蛍光を使用することによりDNA損傷を検出できます。環状モーターとしてブラウンモーションを使用して、FRETに参加する2種類の蛍光ヘアピンを継続的に分離し、まとめます。この生体分子発振器は、アポトーシスの貪食期に存在する5'OH二鎖DNAブレークの高速で特異的なセンサーです。検出には、溶液が30秒、細胞懸濁液に3分かかります。食作用相は、死にかけている細胞のDNAの完全な分解を保証し、病理学、ウイルス、腫瘍DNAの放出と自己免疫を防ぐため、アポトーシスの効果的な実行に不可欠です。コンストラクトは、細胞死と食作用の研究におけるスマートフレットプローブとして使用できます。

We describe a new type of bio-nanomachine which runs on thermal noise. The machine is solely powered by the random motion of water molecules in its environment and does not ever require re-fuelling. The construct, which is made of DNA and vaccinia virus topoisomerase protein, can detect DNA damage by employing fluorescence. It uses Brownian motion as a cyclic motor to continually separate and bring together two types of fluorescent hairpins participating in FRET. This bio-molecular oscillator is a fast and specific sensor of 5'OH double-strand DNA breaks present in phagocytic phase of apoptosis. The detection takes 30 s in solution and 3 min in cell suspensions. The phagocytic phase is critical for the effective execution of apoptosis as it ensures complete degradation of the dying cells' DNA, preventing release of pathological, viral and tumor DNA and self-immunization. The construct can be used as a smart FRET probe in studies of cell death and phagocytosis.