推荐一篇发表在ACS Central Science上的文章，文章的通讯作者是来自湖南大学的柯国梁教授、刘艳岚教授和谭蔚泓院士。柯国梁教授主要从事疾病诊疗新方法和DNA纳米技术研究，刘艳岚教授主要从事多功能成像探针设计和靶向药物输送方向的研究，谭蔚泓院士主要从事核酸适配体等方向的研究。
内源性无膜细胞器(MOs)是通过液-液相分离(LLPS)自发组织成生物分子凝聚体的，在多种生物过程中起着关键作用，包括基因转录、蛋白质修饰、信号转导和细胞解毒。利用凝聚体自下而上重建无膜细胞器，可以利用其类细胞器特性实现智能架构的工程设计以可控的方式直接调节细胞命运。但是目前对MOs的研究仍处于起步阶段，在复杂的生理环境中，很难精确地控制MO的结构变化和功能分子的释放。除此之外，还没有一个人工无膜细胞器可以实现在活体中的空间分辨性细胞控制。本文作者利用滚环扩增技术构建了长单链DNA的聚集体，并基于此构建了可以光调控的人工无膜细胞器。他们发现，通过滚环扩增技术构建的长单链DNA可以在镁离子存在的情况下自发地形成相分离聚集体并且DNA扩增的副产物焦磷酸根会和DNA发生自矿化从而稳定相分离体系，阻止体系的扩散解离，从而形成稳定的无膜人工细胞器。为了实现对DNA MOs的精准结构调控，研究者们在DNA聚集体中整合了钯纳米颗粒，该纳米颗粒可以通过多价配位相互作用整合到DNA MOs中。与此同时，当进行红外光照射时，钯纳米粒子通过其光热效应可以产生大量热实现对DNA MOs的热膨胀调控，释放出其中固载的活性小分子。在完成了光响应DNA无膜细胞器的构建后，研究者们在该细胞器中负载了DOX，尝试在肿瘤细胞中利用光激活释放DOX促进细胞程序性调控细胞命运。实验结果表明，在光照后负载有DOX的无膜细胞器psLDMOs/Dox显著促进了癌细胞的程序性死亡，其效果和加入游离的DOX接近。psLDMOs/Dox和光处理的细胞在蛋白质水平上显示出最高的caspase-3和未成熟caspase-3的表达，而在其他组中，这种程序性死亡蛋白的激活几乎不存在。在细胞水平取得了良好的效果后，研究者们尝试将该体系应用于活体动物之中。在肿瘤模型的小鼠中通过尾静脉注射psLDMOs/Dox，可以观察到其在肿瘤中聚集。通过光照释放DOX可以有效地促进细胞程序性死亡抑制肿瘤生长。综上，本文基于长单链DNA的自稳定液液相分离构建了光调控无膜细胞器，成功实现了活体水平的空间分辨性细胞命运调控。原文链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c00380文章引用：10.1021/acscentsci.4c00380
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