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【百家大讲堂】第183期暨【交叉科学论坛】2019年第3期:RNA纳米技术的生物物理原理与癌症诊疗

发布日期: 2019-04-19

  

       讲座题目:RNA纳米技术的生物物理原理与癌症诊疗

                   Biophysical Characteristics and Cancer Theranostics of RNA Nanotechnology

  主 讲 人:郭培宣    

  时   间:2019年4月29日 9:30-11:30  

  地   点:求是楼426会议室

  主办单位:研究生院、前沿交叉科学研究院

  报名方式:登录北京理工大学微信企业号---第二课堂---课程报名中选择“【百家大讲堂】第183期:RNA纳米技术在癌症靶向、RNA干扰递送以及肿瘤治疗中的应用”

  

  主讲人简介

 

  

  

      郭培宣教授1987年博士毕业于美国明尼苏达大学,现为Ohio State University 首席讲座教授(Endowed Chair),至此连任美国三所名牌大学首席讲座教授。曾担任四届RNA纳米技术及药物国际会议主席,并担任2015年RNA纳米技术GRC(戈登会议)的主席,现任国际RNA纳米技术和纳米医学学会主席。在2006年到2011年间他担任美国NIH其中的一个国家纳米医药发展中心主任,现担任OSU  RNA 纳 米技术和纳米医学中心主任,专注于RNA纳米技术用于癌症的治疗, 及任国际RNA纳米技术和国际纳米医学学会主席。

  郭教授首建了phi29 DNA包装马达(PNAS, 1986),发现了phi29马达pRNA (Science, 1987),首例体外用提纯的物质装配了有繁殖力的双链DNA病毒(J Virology, 1995),发现了pRNA六聚体(Mol Cell, 1998)。2013年他发现了第三种公转而不自转生物马达。该发现解决了科学界37年来关于病毒 DNA 包装马达研究的争端。郭教授本人是RNA纳米技术的创始人(Mol Cell, 1998; JNN, 2003; Nano Lett, 2004, 2005; Nat Nanotech, 2010),并开发和创造了利用RNA纳米颗粒作为新的治疗癌症及病毒感染的靶向药物传递系统。他的课题组发现了一个具有超级热力学稳定性的pRNA-3WJ结构(Nat Nanotech, 2011; Nano Today, 2012),能特异性靶向结合到癌细胞,而没有蓄积在正常组织和脏器。他的课题组近期还解出了pRNA-3WJ 基序的晶体结构(RNA, 2013);构筑了双成像系统作单个荧光素计量(EMBO J, 2007; RNA, 2007),并把马达通道嵌合到质膜作单分子通道的高通量DNA, RNA, 多肽和化学物测定(Nat Nanotech, 2009)。

  郭教授曾获Pfizer杰出教授奖,普渡大学杰出教授学者奖,Lions癌症研究奖,美国明尼苏达大学COV杰出校友,殊荣明尼苏达大学一百年杰出中国校友, 是5个纳米技术杂志的编辑或董事,他的工作在电台,电视和网络如ABC,NBC,MSNBC,NCI/NIH,ACS, NSF, 和 ScienceNow上被报道过无数次。他是1998年第一届高科技交易会(深圳, 朱镕基总理主持) 特邀嘉宾和大会报告人;他是NIST、NIH、NSF和纳米技术全国委员会的两个重要国家纳米技术委员会的成员,并且在2006至2010年任美国NIH纳米医学发展中心指导委员会成员。

  

  讲座内容简介

  Biomotors are ATPases involved in countless vital active processes including muscle motion, heart beating, lung breathing, DNA replication, cell division and viral DNA packaging etc.  An RNA molecule was found to drive the viral DNA packaging motor. Subsequently, the active viral DNA packaging motor in vitro was constructed using purified components. The study of this RNA-geared biomotor has led to three major advances: 1) Discovery of a third type of biomotor with revolution mechanism; 2) Insertion of the motor channel into membranes to serve as a robust nanopore; and 3) promotion of the emergence of a new field of RNA nanotechnology. 

  Traditionally, biomotors were classified into linear and rotation motors. We recently discovered a third type of biomotor using a revolution mechanism without rotation. They were found to be widespread in bacteria, animal viruses, bacteriophages, and are expected to be prevalent in eukaryotic cells. By analogy, rotation resembles the Earth rotating on its own axis for one cycle every 24 hours, while revolution resembles the Earth revolving around the Sun, one cycle per year. The asymmetrical hexametric revolving ATPase can be distinguished from rotation motors based on channel size and chirality. When translocating the lengthy genomic DNA, the revolution mechanism avoids dsDNA coiling and tangling. We applied the motor channel for single molecule fingerprinting or sensing of DNA, RNA, peptide, chemicals, antibodies; early disease diagnosis, and the development of highly potent drugs based on motor mechanisms. I will also discuss how studies on phi29 motor pRNA hexamer led to the emergence of the field of RNA nanotechnology. We constructed varieties of stable RNA nanoparticles with different size, shape and stoichiometry. Systemic injection revealed that the RNA nanoparticles remained intact without dissociation, delivered siRNA, miRNA and drugs to cancer, efficiently suppress cancer growth with undetectable side-effect and toxicity. 

       

       Reference: Guo et al. 1). Science 1987, 236:690; 2) Mol. Cell 1998, 2:149; 3) EMBO J. 2007, 26:527; 4) 4 papers in   Nature Nanotech; 5) 21 papers in ACS Nano; 6) 3 papers in Nano Today; 7) 2 papers in PNAS etc. 

       

       邀请人/联系人:黄渊余
       电话:010-68911089
       邮箱:yyhuang@bit.edu.cn