バチルスウイルスphi29

φ29 DNA パッケージングモーターは、ウイルス複製中にファージゲノムをプロカプシドにパッケージングします。^{[ 6 ]} φ29 パッケージングモーターは、プロカプシドとコネクタータンパク質から構成されており、コネクタータンパク質はpRNA、パッケージング酵素（ gp16）、およびパッケージング基質（ゲノムDNA-gp3）と相互作用します。^{[ 6 ]} ゲノムパッケージングのプロセスはエネルギー集約型であるため、ATP加水分解によって化学エネルギーを機械エネルギーに変換するATP駆動モーターによって促進される必要があります。^{[ 6 ] [ 14 ]} φ29 パッケージングモーターは約57ピコニュートン（pN）の力を発生させることができ、これまでに研究されたバイオモーターの中で最も強力なものの1つとなっています。^{[ 6 ]}

φ29 pRNAは、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体に重合できる非常に汎用性の高い分子です。^{[ 15 ]}アンダーソン（1990）やトロティエ（1998）などの初期の研究では、pRNAが分子間六量体を形成すると仮説が立てられましたが、これらの研究は顕微鏡ベースのアプローチではなく、遺伝学のみに基づいていました。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} 2000年に、シンプソンらによる研究では、クライオ電子顕微鏡を使用して、生体内では五量体またはそれより小さいポリマーのみがウイルス内に空間的に収まることを決定しました。 ^{[ 18 ]}最終的に、異常散乱による単一同形置換（SIRAS）結晶学を使用して、生体内の構造が四量体リングであることを決定しました。 ^{[ 19 ]}この発見は、パッケージングモーターの3方向ジャンクションの構造幾何学と必要な柔軟性について知られていたことと一致した。^{[ 19 ]} pRNAがこの四量体リング形態にあるとき、DNAパッケージングモーターの一部として機能し、DNA分子をプロヘッドカプセル内の目的地に輸送する。^{[ 20 ]}具体的には、pRNAの機能ドメインはgp16パッケージング酵素と構造コネクター分子に結合し、DNAのプロヘッドチャネルを通じた転座を助ける。^{[ 6 ]} DNAパッケージングが完了すると、pRNAは解離して分解される。^{[ 21 ]}

RNAの構造と機能の多様性により、ナノ医薬品治療用のナノ粒子を組み立てる能力が得られます。^{[ 7 ]}バクテリオファージφ29のpRNAは、その3方向ジャンクションを使用してナノ粒子に自己集合することができます。^{[ 7 ]}

pRNA由来ナノ粒子を使用する際の大きな課題の1つは、大規模生産です。現在、ほとんどの産業は工業的なpRNA合成に対応できる設備を備えていません。^{[ 8 ]}これは主に、RNAナノテクノロジーがまだ発展途上の分野であり、小型RNAの工業的応用や製造の最適化が不足しているためです。^{[ 25 ]}

φ29のDNAパッケージングシステムは、pRNAを使用して、リボザイムやアプタマーなどの治療分子を送達するためのモーターを組み込んでいます。^{[ 8 ]} pRNA由来のナノ粒子のサイズが小さいことも、血管などの狭い空間に薬剤を送達するのに役立ちます。^{[ 8 ]}

アプタマーベースの薬物送達を使用する際の主な難点は、生体内で治療用マルチマーやナノ粒子を分解する可能性のある疾患の特定の治療のために、独自のアプタマーやその他のマルチマーを入手することである。^{[ 8 ]}ナノ粒子は、治療薬の損失につながる可能性のある微小環境に適応するために、送達メカニズムとして安定化する必要がある。^{[ 26 ]}

トリプルネガティブ乳がん（TNBC）は、乳がん全体の10～15％を占める悪性度の高い乳がんです。 ^{[ 27 ]} TNBCの現在有効な治療法は化学療法のみです。なぜなら、この疾患に固有の標的受容体の喪失により、がん細胞が治療薬に抵抗性を示すようになるからです。^{[ 9 ]}

φ29 DNAパッキングモーターの3方向接合部は、siRNA薬物送達メカニズムを使用してTNBCの増殖と体積を阻害することにより、TNBC細胞を化学療法に対して感受性にするのに役立つ可能性がある。^{[ 9 ]}この治療法は、ドキソルビシンなどの抗がん剤と組み合わせることで治療効果を高めることもできる。^{[ 9 ]}