Com publicação científica

Transporte através de membranas
Nanosseringa de DNA viabiliza transporte molecular controlado mecanicamente através de membranas
Nanotecnologia pode trazer novas oportunidades para a biologia sintética, biointerfaces projetadas e terapêutica molecular
Two tall striped pegs (blue and red) with a yellow ball between them on a ribbed belt, connected by a string, as part of a toy machine scene.

Reprodução, Instituto de Física II da Universidade de Stuttgart

Base de ancoragem na membrana (à esquerda) controla a agulha móvel (à direita) através de um mecanismo de deslizamento reversível, para penetração na membrana

Por Redação SciAdvances

12 de agosto de 2026, 15:10

Fonte

Universidade de Stuttgart

Áreas

Bioengenharia, Biofísica, Biologia, Biomecânica, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Entrega de Medicamentos, Genética, Nanotecnologia, Nanotecnologia Farmacêutica, Sistemas de Controle

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Transporte através de membranas

Nas células, o transporte transmembrana de moléculas pode usar os mecanismos clássicos de difusão simples ou difusão facilitada, que acontecem de modo passivo e sem gasto de energia, ou mesmo processos que envolvem inserção mecânica direta, em que tipicamente há a penetração da membrana por um agente externo, como na microinjeção celular, por exemplo.

Mas, mesmo podendo ser importante para um sem-fim de aplicações biotecnológicas, principalmente em nanoescala, a penetração mecânica de membranas celulares ainda tem muitos desafios relacionados à escala nanométrica, ao dano celular e também ao próprio controle do processo de transporte de moléculas através da membrana.

Avanço: nova plataforma usa nanodispositivo para entrega de moléculas através de membrana, de modo controlado

Pesquisadores da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, em colaboração com colegas da Universidade Zhejiang e do Instituto de Medicina Hangzhou, na China, avançaram no conceito de penetração mecânica para acesso direto através de membranas biológicas com a proposta de um nanodispositivo de DNA programável.

O desenvolvimento de uma ‘nanosseringa de origami de DNA’ foi publicada na revista científica Nature Nanotechnology.

A nanosseringa pode ser ancorada em membranas lipídicas, penetrando-as por meio de movimento mecânico programável para entregar uma carga molecular. Na sequência, o nanodispositivo se retrai para restaurar a integridade da membrana.

A plataforma consiste em dois componentes modulares de ‘origami’ de DNA: uma base de ancoragem na membrana e uma agulha móvel, conectadas por um mecanismo de deslizamento reversível.

Reações de deslocamento da fita de DNA impulsionam a agulha para penetrar na membrana e para sair da membrana, possibilitando um ciclo mecânico totalmente programável. Essa atuação reversível permite que a carga molecular acoplada à ‘agulha’ seja transportada através de membranas lipídicas sem comprometer sua integridade.

De acordo com a Dra. Laura Na Liu, professora do instituto de Física II da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, e autora sênior do estudo, a pesquisa introduz o princípio mecânico na nanotecnologia de DNA programável, com nanodispositivos de DNA podendo interagir ativamente com membranas biológicas por meio de movimento mecânico controlado.

Testes mostraram o sucesso na entrega de moléculas sintéticas, com potenciais aplicações em biointerfaces dinâmicas

Os testes moleculares com a nova plataforma mostraram que o transporte mecânico através da membrana pode regular diretamente funções bioquímicas subsequentes com controle temporal preciso.

Segundo o Dr. Longjiang Ding, pesquisador da Universidade de Stuttgart e primeiro autor do estudo, a plataforma pode funcionar como uma interface programável para controlar processos bioquímicos distintos no interior de células.

Os cientistas esperam que desenvolvimentos futuros possam viabilizar a entrega programável de proteínas, ácidos nucleicos e outras biomoléculas funcionais, abrindo novas oportunidades para a biologia sintética, a terapêutica molecular e as biointerfaces projetadas.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Laura Na Liu

Professora do Instituto de Física II da Universidade de Stuttgart

Dr. Longjiang Ding

Pesquisador do Instituto de Física II da Universidade de Stuttgart

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

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