Abstrakti
Viral capsids can adopt various geometries, most iconically characterized by icosahedral or helical symmetries. Importantly, precise control over the size and shape of virus capsids would have advantages in the development of new vaccines and delivery systems. However, current tools to direct the assembly process in a programmable manner are exceedingly elusive. Here we introduce a modular approach by demonstrating DNA-origami-directed polymorphism of single-protein subunit capsids. We achieve control over the capsid shape, size and topology by employing user-defined DNA origami nanostructures as binding and assembly platforms, which are efficiently encapsulated within the capsid. Furthermore, the obtained viral capsid coatings can shield the encapsulated DNA origami from degradation. Our approach is, moreover, not limited to a single type of capsomers and can also be applied to RNA–DNA origami structures to pave way for next-generation cargo protection and targeting strategies.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Sivut | 1205-1212 |
| Sivumäärä | 8 |
| Julkaisu | Nature Nanotechnology |
| Vuosikerta | 18 |
| Numero | 10 |
| Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 17 heinäk. 2023 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - lokak. 2023 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge financial support from the European Research Council (ERC) and ERA Chair MATTER under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant agreement numbers 101002258 (M.A.K.) and 856705 (V. Linko)), the Emil Aaltonen Foundation (V. Linko), the Sigrid Jusélius Foundation (V. Linko), the Academy of Finland (grant numbers 341057 (E.A.-P.) and 314671 (M.A.K)), the Finnish Foundation for Technology Promotion (V. Lampinen), and the Jane and Aatos Erkko Foundation (V. Linko and M.A.K.). This work was carried out under the Academy of Finland Centers of Excellence Program (2022-2029) in Life-Inspired Hybrid Materials (LIBER), project number number 346110 (M.A.K.). K. M. Nguyen and A. Kuzyk are acknowledged for providing the staple strands for the 13HR sample, P. Laurinmäki and B. Löflund for technical assistance with cryo-EM, M. Hankaniemi for support with NoV production, and M. Sammalkorpi and A. Scacchi for technical discussions. The facilities and expertise of the HiLIFE cryo-EM unit at the University of Helsinki, a member of Instruct-ERIC Centre Finland, FINStruct and Biocenter Finland are gratefully acknowledged. The authors also acknowledge CSC–IT Center of Science, Finland, for computational resources, Biocenter Finland for support of protein production and characterization infrastructure, and the provision of facilities and technical support by Aalto University Bioeconomy Facilities, OtaNanoNanomicroscopy Center (Aalto-NMC) and Micronova Nanofabrication Center.
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:
-
SDG 3 – Hyvä terveys ja hyvinvointi
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'DNA-origami-directed virus capsid polymorphism'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Tietoaineistot
-
EMD-16078: Outer helical shell of CCMV capsid protein on DNA origami 6HB-10k
Kumpula, E.-P. (Creator), Seitz, I. (Creator), Kostiainen, M. (Creator) & Huiskonen, J. T. (Creator), Electron Microscopy Data Bank, 5 heinäk. 2023
https://www.ebi.ac.uk/emdb/EMD-16078
Tietoaineisto: Dataset
-
Helical shell of CCMV capsid protein on DNA origami 6HB-2k
Kumpula, E.-P. (Creator), Seitz, I. (Creator), Kostiainen, M. (Creator) & Huiskonen, J. T. (Creator), Protein Data Bank, 5 heinäk. 2023
DOI - pysyväislinkki: 10.2210/pdb8bi4/pdb
Tietoaineisto: Dataset
-
EMD-16076: Helical shell of CCMV capsid protein on DNA origami 6HB-2k
Kumpula, E.-P. (Creator), Seitz, I. (Creator), Kostiainen, M. (Creator) & Huiskonen, J. T. (Creator), Electron Microscopy Data Bank, 5 heinäk. 2023
https://www.ebi.ac.uk/emdb/EMD-16076
Tietoaineisto: Dataset
-
ProCrystal (ERC): Multicomponent Protein Cage Co-Crystals
Kostiainen, M. (Vastuullinen johtaja), Ahmed, A. (Projektin jäsen), Zhou, Y. (Projektin jäsen), Seitz, I. (Projektin jäsen), Liu, Q. (Projektin jäsen), Mykkänen, M. (Projektin jäsen), McNeale, D. (Projektin jäsen), Enlund, E. (Projektin jäsen), Parikka, J. (Projektin jäsen), Eskelinen, E. (Projektin jäsen), De, S. (Projektin jäsen), Rosenlöf, L. (Projektin jäsen), Saarinen, S. (Projektin jäsen) & Tsang, E. (Projektin jäsen)
01/09/2021 → 31/08/2026
Projekti: EU_H2ERC
-
PhotoCage: Photoactive protein cage biohybrids for light-induced applications
Anaya, E. (Vastuullinen johtaja)
01/09/2021 → 31/08/2026
Projekti: RCF Academy Research Fellow (new)
-
-: LIBER Kostiainen
Kostiainen, M. (Vastuullinen johtaja), George, L. (Projektin jäsen), Rantanen, R. (Projektin jäsen), Zhou, Y. (Projektin jäsen), Mäkelä, V. (Projektin jäsen), Wojnicka, W. (Projektin jäsen), Saarinen, S. (Projektin jäsen), Wierzchowiecka, J. (Projektin jäsen), Luotonen, O. (Projektin jäsen), D'Amico, C. (Projektin jäsen) & Korkiakoski, M. (Projektin jäsen)
01/01/2022 → 31/03/2025
Projekti: RCF Centre of Excellence
Laitteet
-
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility
Lehtileikkeet
-
-University of Twente: DNA ORIGAMI TO CREATE VIRUS CAPSIDS OF ALL SHAPES AND SIZES
25/07/2023
2 kohdetta/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
-
DNA origami to create virus capsids of all shapes and sizes
24/07/2023
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
-
DNA Origami Nanostructures: Reprogramming the Shape of Virus Capsids To Advance Biomedicine
Kostiainen, M., Linko, V. & Anaya-Plaza, E.
21/07/2023
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver