J Phys Chem Lett. 17. Apr. 2025;16(15):3874-3878. doi: 10.1021/acs.jpclett.5c00825. Epub 10. Apr. 2025.

Doppelhelix-Dualität: Stäbchen biegen sich, Toroide beeindrucken in der Nuklease-Arena

Zusammenfassung
Unter Nutzung von Polyionen-Komplexierung wird die Bildung von stäbchenartigen DNA-Kondensaten durch die intrinsische Steifigkeit von supramolekularer Plasmid-DNA vorangetrieben. Bei der Interaktion mit polykationischen Block-Copolymeren aus Poly(ethylenglycol)-Polylysin (PEG-PLys) durchlaufen diese Makromoleküle einen regulären Selbstfaltungsprozess, während dessen doppelsträngige DNA (dsDNA) an den geknickten Verbindungsstellen in einzelsträngige DNA (ssDNA) übergeht. Unsere Untersuchungen mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zeigen beispiellos das Fehlen einer PEG-Beschichtung an diesen kritischen Verbindungsstellen, was sie anfällig für den Abbau durch Nukleasen macht. Diese Erkenntnis unterstreicht die entscheidende Notwendigkeit einer umfassenden PEG-Verkapselung bei der Entwicklung robuster Gentransfer-Konstrukte. Im krassen Gegensatz zu den anisotropen stäbchenartigen Kondensaten weisen unsere neuartigen isotropen toroidalen DNA-Kondensate, die durch eine umfassende PEG-Abschirmung und einen Selbstaufwicklungsmechanismus, der die Integrität der dsDNA bewahrt, gekennzeichnet sind, eine deutliche Verbesserungder enzymatischen Stabilität auf (fast 30-fach höher). Ihr günstiger Kondensationsprozess verleiht ihnen zudem ein überlegenes Transkriptionspotenzial, wodurch diese toroidalen Kondensate als vielversprechende Plattformen für die nächste Generation von Gentransfersystemen positioniert werden.

Produkt: mPEG-NH2