Abstract Wireframe DNA origami can be used to fabricate virus-like particles for a range of biomedical applications, including the delivery of nucleic acid therapeutics. However, the acute toxicity and biodistribution of these wireframe nucleic acid nanoparticles (NANPs) have not previously been characterized in animal models. In the present study, we observed no indications of toxicity in BALB/c mice following therapeutically relevant dosage of unmodified DNA-based NANPs via intravenous administration, based on liver and kidney histology, liver biochemistry, and body weight. Further, the immunotoxicity of these NANPs was minimal, as indicated by blood cell counts and type-I interferon and pro-inflammatory cytokines. In an SJL/J model of autoimmunity, we observed no indications of NANP-mediated DNA-specific antibody response or immune-mediated kidney pathology following the intraperitoneal administration of NANPs. Finally, biodistribution studies revealed that these NANPs accumulate in the liver within one hour, concomitant with substantial renal clearance. Our observations support the continued development of wireframe DNA-based NANPs as next-generation nucleic acid therapeutic delivery platforms.

ABSTRACT Transfer RNA (tRNA) modifications are crucial for protein synthesis, but their position-specific physiological roles remain poorly understood. Here we investigate the impact of N4-acetylcytidine (ac 4 C), a highly conserved tRNA modification, using a Thumpd1 knockout mouse model. We find that loss of Thumpd1-dependent tRNA acetylation leads to reduced levels of tRNA Leu , increased ribosome stalling, and activation of eIF2α phosphorylation. Thumpd1 knockout mice exhibit growth defects and sterility. Remarkably, concurrent knockout of Thumpd1 and the stress-sensing kinase Gcn2 causes penetrant postnatal lethality, indicating a critical genetic interaction. Our findings demonstrate that a modification restricted to a single position within type II cytosolic tRNAs can regulate ribosome-mediated stress signaling in mammalian organisms, with implications for our understanding of translation control as well as therapeutic interventions.