Uptake and Fate of Fluorescently Labeled DNA Nanostructures in Cellular Environments: A Cautionary Tale
Notice bibliographique
Résumé
Fluorescent dye labeling of DNA oligonucleotides and nanostructures is one of the most used techniques to track their fate and cellular localization inside cells.Here, we report that intracellular fluorescence, and even FRET signals, cannot be correlated with the cellular uptake of intact DNA structures.Live cell imaging revealed high colocalization of cyanine-labeled DNA oligos and nanostructures with phosphorylated small-molecule cyanine dyes, one of the degradation products from these DNA compounds.Nuclease degradation of the strands outside and inside the cell results in a misleading intracellular fluorescent signal.The signal is saturated by the fluorescence of the degradation product (phosphorylated dye).To test our hypothesis, we synthesized a range of DNA structures, including Cy3-and Cy5-labeled DNA cubes and DNA tetrahedra, and oligonucleotides with different stabilities toward nucleases.All give fluorescence signals within the mitochondria after cellular uptake and strongly colocalize with a free phosphorylated dye control.Kinetics experiments revealed that uptake of stable DNA structures is delayed.We also studied several parameters influencing fluorescent data: stability of the DNA strand, fixation methods that can wash away the signal, position of the dye on the DNA strand, and design of FRET experiments.DNA nanostructures hold tremendous potential for biomedical applications and biotechnology because of their biocompatibility, programmability, and easy synthesis.However, few examples of successful DNA machines in vivo have been reported.We believe this contribution can be used as a guide to design better cellular uptake experiments when using fluorescent dyes, in order to further propel the biological development, and application of DNA nanostructures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».