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In Vitro Selection of pH‐Activated DNA Nanostructures

Abstract

We report the first in vitro selection of DNA nanostructures that switch their conformation when triggered by change in pH. Previously, most pH‐active nanostructures were designed using known pH‐active motifs, such as the i‐motif or the triplex structure. In contrast, we performed de novo selections starting from a random library and generated nanostructures that can sequester and release Mipomersen, a clinically approved antisense DNA drug, in response to pH change. We demonstrate extraordinary pH‐selectivity, releasing up to 714‐fold more Mipomersen at pH 5.2 compared to pH 7.5. Interestingly, none of our nanostructures showed significant sequence similarity to known pH‐sensitive motifs, suggesting that they may operate via novel structure‐switching mechanisms. We believe our selection scheme is general and could be adopted for generating DNA nanostructures for many applications including drug delivery, sensors and pH‐active surfaces.

Der pH ist der Schlüssel: Eine neue Methode für die gerichtete Evolution wurde zur Herstellung von DNA‐Nanostrukturen genutzt, die in Abhängigkeit von pH‐Änderungen Antisense‐DNA aufladen und freisetzen können. Eine hoch pH‐selektive Freisetzung wurde erzielt, wobei bei pH 5.2 bis zu 714‐mal mehr Fracht freigesetzt wurde als bei pH 7.5. Diese Moleküle haben Anwendungspotenzial im Wirkstofftransport, für Sensoren und pH‐responsive Nanomaterialien.

Autoren:   Faye Yi Fong, Seung Soo Oh, Craig J. Hawker, H. Tom Soh
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2016
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201607540
Erscheinungsdatum:   03.11.2016
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