Spatiotemporally controlado translocação Nuclear de convidados em células vivas, usando cola Molecular enjaulada como Photoactivatable Tags

O núcleo da célula, que carrega a informação genética, dentre as mais importantes organelas é como um destino de entrega da droga subcellular, desde modulação de replicação de gene e expressão é eficaz no tratamento de várias doenças, incluindo câncer e genética ^1,2,3de distúrbios. Para nuclear entrega de drogas, a conjugação de peptídeo etiquetas tais como um sinal de localização nuclear a^4,5,6 tem sido amplamente pesquisada. No entanto, a fim de reduzir os efeitos colaterais indesejados, controle spatiotemporal de translocação nuclear é necessário.

Anteriormente, acionada por luz translocação de proteínas para o núcleo celular foi conseguida usando enjaulado NLS^7,8,9. NLS migra para o núcleo da célula por ligação a proteínas de transporte citoplasmáticos⁶. Nos métodos relatados, proteínas comentários enjaulado NLS do rolamento são diretamente incorporadas no citoplasma por microinjeção⁸ ou expressos nas células de destino usando um código genético expansão técnica⁹. Portanto, um método que pode alcançar tanto celular absorção e translocação nuclear induzida por foto é vantajoso para aplicações práticas.

Aqui, descrevemos a luz-acionou a translocação nuclear dos convidados em células vivas, usando tags dendríticas cola molecular enjaulado (^Cagedcola-R, Figura 1). Water-soluble colas molecular^{10,11,12,13,14,15,16,17,18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23} tendo vários pingentes de Gu⁺ têm sido desenvolvidos anteriormente, que aderem firmemente a proteínas^{11,12,13,14,15, 16,17}, ácidos nucleicos^18,19,20, de membranas fosfolipídicas²¹e argila nanosheets^22,23 , através da formação de múltiplas pontes de sal entre seus pingentes Gu⁺ e oxyanionic grupos dos alvos. O pingentes de Gu⁺ de ^Cagedcola-R é protegido por um grupo de photocleavable aniônicos, nitroveratryloxycarbonyl butirato-substituídos (^BANVOC). Os hóspedes com cola de ^Caged-R são absorvidos vivos células através de endocitose e estadia em endossomos (Figura 2). Sobre photoirradiation, os grupos NVOC ^BAde ^Cagedcola-R são desanexados para render uma uncaged molecular cola (cola de^Uncaged-R) carregando vários pingentes de Gu⁺ , que então facilita a migração do convidado etiquetado para o citoplasma, seguido-se o núcleo da célula (Figura 2). A marca de cola-R ^Cagedpode ser uncaged pela exposição a UV ou luz de dois fotões infravermelha (NIR) sem grave fototoxicidade. Demonstramos a entrega nuclear controlada spatiotemporally de macromoleculares convidados, bem como convidados da pequeno-molécula com etiquetas de colagem-R ^Caged, usando pontos quânticos (QDs) e uma tintura fluorescente (nitrobenzoxadiazole; NBD), respectivamente, como exemplos.

Figura 1: Estruturas esquemáticas do ^Cagedcola-R. Os 9 pendentes de íon (Gu.⁺) ultracentrifugation do ^Cagedcola-R são protegidos por um grupo de nitroveratryloxycarbonyl butirato-substituídos (^BANVOC). Os grupos NVOC ^BAsão clivados por irradiação com UV ou luz NIR dois fotões. O núcleo focal do ^Cagedcola-R é acrescido com nitrobenzoxadiazole (NBD) ou dibenzocylooctyne (DBCO). Reproduzido com permissão da referência²⁰. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Ilustração esquemática da luz-acionou a translocação nuclear de convidados conjugados com uma marca de cola-R ^Caged. O convidado / conjugado de colagem-R^Cagedé retomado em vida células através de endocitose. Após a photoirradiation, a marca de cola-R ^Cagedé uncaged para produzir uma marca de cola-R ^Uncaged, que pode facilitar a fuga de CDDP do convidado marcado. Posteriormente, os comentários marcados migra para o núcleo da célula. Reproduzido com permissão da referência²⁰. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.