脂質(zhì)修飾DNA復(fù)合結(jié)構(gòu)的可控制備及膜生物學(xué)研究

張露灝, 曹書婷, 劉江波, 左小磊, 王麗華,樊春海1,, 李 江

(1. 中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所, 中國科學(xué)院微觀界面物理與探測重點實驗室, 上海 201800;2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049;3. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究院, 附屬仁濟醫(yī)院, 上海 200240;4. 中國科學(xué)院上海高等研究院, 張江實驗室, 同步輻射光源, 上海 201204)

生物體內(nèi)環(huán)境被脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)高度區(qū)隔化成細胞、 細胞器與囊泡等限域空間. 這些空間內(nèi)往往具有多種生物分子形成的擁擠效應(yīng), 與外部環(huán)境存在較大差異, 依靠膜上通道進行有選擇性的物質(zhì)交換[1]. 同時, 細胞內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)運、 信號傳遞等功能, 也依賴于膜結(jié)構(gòu)(如囊泡)的運輸[2,3]. 因此, 細胞內(nèi)的生化反應(yīng)通常受到膜結(jié)構(gòu)的精確時空調(diào)控, 可以遠離熱力學(xué)平衡態(tài), 與試管中均相稀溶液條件下熱力學(xué)控制的化學(xué)反應(yīng)存在很大不同[4]. 在試管反應(yīng)中已被驗證有效的診斷探針、 治療藥物等通常無法在活細胞中發(fā)揮理想的功能. 近年來, 對于膜結(jié)構(gòu)的化學(xué)與生物學(xué)研究成為熱點方向, 對細胞成像、 診斷、 治療以及構(gòu)建納米機器人與人工細胞等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義. 然而, 如何在納米尺度對細胞膜結(jié)構(gòu)進行精確的控制與測量分析, 仍然是膜生物學(xué)研究的一大挑戰(zhàn).

脂質(zhì)和脫氧核糖核酸(DNA)是2類重要的生物大分子, 多種生物結(jié)構(gòu)均基于脂質(zhì)或者DNA構(gòu)成. 真核細胞在產(chǎn)生數(shù)千種不同的脂質(zhì)方面投入了大量資源, 要用到5%的基因來合成所有這些脂質(zhì)[5]. 大部分天然……