生物纳米孔对控制生物分子跨细胞脂质膜的进出口至关重要。它们在生物物理学和生物技术领域得到广泛应用,其通常较窄且固定的直径能够选择性地运输离子和小分子,以及用于测序应用的 DNA 和肽。然而,由于其通道尺寸较小,因此无法通过较大的大分子,例如治疗剂。在这里,利用 DNA 折纸纳米技术、机器启发设计和合成生物学的独特组合特性,提出一种结构可重构的 DNA 折纸 MechanoPore (MP),其管腔可通过分子触发器调整大小。通过 3D-DNA-PAINT 超分辨率成像和染料流入分析证实了 MP 在 3 个稳定状态之间的可控切换,这是通过反相乳液 cDICE 技术在脂质体膜中重建大型 MP 后实现的。跨膜运输的共聚焦成像显示了具有可调阈值的尺寸选择性行为。重要的是,构象变化是完全可逆的,证明了强大的机械切换可以克服来自周围脂质分子的压力。这些 MP 推动了纳米孔技术的发展,提供了可以根据需要进行调整的功能性纳米结构,从而影响了药物输送、生物分子分选和传感以及自下而上的合成生物学等多种领域。
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