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Autoren: Samanta, Avik
Hörner, Maximilian
Liu, Wei
Weber, Wilfried
Walther, Andreas
Titel: Signal-processing and adaptive prototissue formation in metabolic DNA protocells
Online-Publikationsdatum: 30-Nov-2022
Erscheinungsdatum: 2022
Sprache des Dokuments: Englisch
Zusammenfassung/Abstract: The fundamental life-defining processes in living cells, such as replication, division, adaptation, and tissue formation, occur via intertwined metabolic reaction networks that process signals for downstream effects with high precision in a confined, crowded environment. Hence, it is crucial to understand and reenact some of these functions in wholly synthetic cell-like entities (protocells) to envision designing soft materials with life-like traits. Herein, we report on all-DNA protocells composed of a liquid DNA interior and a hydrogel-like shell, harboring a catalytically active DNAzyme, that converts DNA signals into functional metabolites that lead to downstream adaptation processes via site-selective strand displacement reactions. The downstream processes include intra-protocellular phenotype-like changes, prototissue formation via multivalent interactions, and chemical messenger communication between active sender and dormant receiver cell populations for sorted heteroprototissue formation. The approach integrates several tools of DNA-nanoscience in a synchronized way to mimic life-like behavior in artificial systems for future interactive materials.
DDC-Sachgruppe: 540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Veröffentlichende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Organisationseinheit: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Veröffentlichungsort: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-8441
Version: Published version
Publikationstyp: Zeitschriftenaufsatz
Weitere Angaben zur Dokumentart: Scientific article
Nutzungsrechte: CC BY
Informationen zu den Nutzungsrechten: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Zeitschrift: Nature Communications
13
Seitenzahl oder Artikelnummer: 3968
Verlag: Springer Nature
Verlagsort: London
Erscheinungsdatum: 2022
ISSN: 2041-1723
DOI der Originalveröffentlichung: 10.1038/s41467-022-31632-6
Enthalten in den Sammlungen:DFG-491381577-G

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