在纳米技术领域，开发响应分子信号的动态系统变得越来越重要。DNA折纸技术(即对DNA进行编程以产生功能性纳米结构)在这些努力中发挥着关键作用。

由慕尼黑大学化学家PhilipTinnefeld领导的团队现已发表了两项研究，展示了如何利用DNA折纸和荧光探针有针对性地释放分子货物。

在《应用化学国际版》杂志上，研究人员报告了一种基于DNA折纸的新型传感器，该传感器可以检测脂质囊泡并精确地向其运送分子货物。该传感器使用单分子荧光共振能量转移(smFRET)工作，涉及测量两个荧光分子之间的距离。

该系统由一个DNA折纸结构组成，其中伸出一条单链DNA，其尖端已用荧光染料标记。如果DNA与囊泡接触，其构象就会发生变化。这会改变荧光信号，因为荧光标记和折纸结构上第二个荧光分子之间的距离会发生变化。这种方法可以检测到囊泡。

传感器精确传输

第二步，该系统可用作分子运输工具，传感链可作为分子货物转移到囊泡中。通过进一步修改系统，研究人员还能够精确控制货物的转移。

触发货物转移到脂质囊泡。图片来源：AngewandteChemieInternationalEdition(2024)。DOI：10.1002/anie.202408295

脂质囊泡在分子运输和信号传输等许多细胞过程中发挥着关键作用。因此，检测和操纵脂质囊泡的能力对于靶向治疗开发等生物技术应用尤其重要。

这里提出的方法可以展示一种在疫苗等应用中用精确定义数量的分子装载脂质纳米颗粒的方法。“我们的系统还为生物学研究提供了有希望的方法，可以更好地理解和控制分子水平上的细胞过程，”Tinnefeld说。

可控构象变化

在最近发表在《自然通讯》杂志上的第二项研究中，由Tinnefeld和YonggangKe(埃默里大学，佐治亚州亚特兰大)领导的第二个团队展示了一种DNA折纸结构，当某些DNA链结合时，该结构会发生逐步的变构构象变化。

研究人员利用FRET探针在分子水平上追踪这一过程，并展示了如何在时间上控制反应步骤。此外，他们还展示了DNA货物如何在此过程中以有针对性的方式释放，为控制反应级联开辟了新的机会。