膜曲率反映了作用在脂质膜上的物理力,而脂质膜在细胞过程中起着非常重要作用。为了更好地监测细胞膜曲率和膜张力,上海交通大学沈建磊和大连理工大学樊江莉设计了一种机械敏感性DNA(MSD)纳米机器,可模拟天然机械敏感性PIEZO通道,并将脂质囊泡的膜张力变化实时转化为荧光信号。
本文要点
(1)MSD纳米机器由典型的六螺旋束DNA纳米孔、基于胆固醇的膜锚和溶剂化变色荧光团螺吡喃(SP)组成。
(2)研究发现,DNA纳米孔有效地放大了膜张力的细微变化,从而有效地诱导弱发射的SP异构化为高发射的亚花青异构体,以观察膜张力的变化。
(3)通过MSD纳米机器荧光测量膜张力,作者进一步建立了膜张力与曲率之间的相关性,并且发现该关系遵循Young-Laplace方程。这种以DNA纳米技术为基础的策略有望为在生理和病理环境中研究膜力学开辟新思路。
Haoran Zheng, et al. A Membrane Tension-Responsive Mechanosensitive DNA Nanomachine. Angew. 2023
DOI:10.1002/anie.202305896
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305896