能够包覆病毒的蛋白质可以通过DNA和RNA纳米结构进行成型，形成定义明确的形状。

生物工程师们发现了一种定制病毒颗粒大小和形状的方法。这种新方法涉及将病毒蛋白质组建块与DNA模板融合，可在疫苗制备和药物传递领域中有潜在应用。

利用病毒衣壳蛋白质

病毒衣壳蛋白质是病毒基因组的保护屏障，可作为创建精心构造的蛋白质组装体的基础。然而，它们的形状和几何特征主要取决于病毒株。重新编程这些组装体，无论原始的病毒蓝图如何，都在药物传递和疫苗开发等领域中具有诱人的可能性。

科学团队通过生成用于组装衣壳蛋白质的“结构基因组”模板来应对这一挑战。他们利用刚性的DNA纳米结构防止柔性基因组变形和形成不需要的形状。这些结构非常微小，尺寸在几十到几百纳米之间，但完全由DNA组成，并被精确地折叠成期望的模板形状。

静电相互作用的作用

阿尔托大学的博士研究生Iris Seitz说：“我们的方法基于DNA纳米结构的负电荷与衣壳蛋白质的正电荷结构域之间的静电相互作用，再加上蛋白质之间的内在相互作用。通过调节使用的蛋白质量，我们可以微调高度有序蛋白质层的数量，这些蛋白质层包裹住了DNA纳米结构。”

Seitz补充道：“通过使用DNA纳米结构作为模板，我们可以将衣壳蛋白质定向成用户定义的大小和形状，从而得到既在长度又在直径上都定义良好的组装体。通过测试各种DNA纳米结构，我们还了解到模板的几何特征如何影响整个组装。”

低温电子显微成像

来自赫尔辛基大学的合作科学家Juha Huiskonen教授解释说：“借助低温电子显微成像技术，我们能够观察到高度有序的蛋白质组装，并通过这种方式测量由不同模板引起的组装几何的微小变化。”

相关性和应用

研究项目负责人、阿尔托大学的Mauri Kostiainen教授解释说：“我们发现了一种简单但有效的策略，可以将衣壳蛋白质重定向成所需的形状。我们的方法是可适应的，因此不限于单一衣壳蛋白质类型，正如我们在使用来自四种不同病毒的衣壳蛋白质进行示范实验时所证明的那样。此外，我们可以通过将RNA整合到纳米结构中来调整模板，从而将其更加与应用相关，然后可以将其转化为有用的或特定位点的蛋白质。”

尽管DNA纳米结构是与生物系统接口的有前途的材料，但它们在存在DNA降解酶的情况下易于不稳定。

不过，在实验中，“我们可以清楚地观察到蛋白质层有效地保护了DNA纳米结构免受降解。通过将保护与核酸纳米结构的功能特性相结合，包括与其他载荷分子一起传递DNA或信使RNA的可能性，我们相信我们的方法为生物医学工程提供了有趣的未来方向，”Kostiainen总结道。

这项工作在芬兰阿尔托大学与芬兰赫尔辛基大学、澳大利亚格里菲斯大学、芬兰坦佩雷大学和荷兰特文特大学的研究人员共同开展。