分钟量级快速DNA折纸术问世

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摘要:科学家成功制备大尺寸DNA纳米管 分钟量级快速DNA折纸术问世中科院上海应用物理所和苏州纳米所与丹麦的大学合作,发展了一种分钟量级的快速DNA折纸术新方法,可一步组装出复杂纳米

科学家成功制备大尺寸DNA纳米管

分钟量级快速DNA折纸术问世 中科院上海应用物理所和苏州纳米所与丹麦的大学合作,发展了一种分钟量级的快速DNA折纸术新方法,可一步组装出复杂纳米结构。利用该方法可制备具有纳米限域空间的DNA纳米反应器,实现分子尺度可控定位的生物化学反应,有望在酶工程、智能载药等领域获得更多应用。相关成果日前发表于《美国化学会志》。据介绍,DNA折纸术极大地提升了构建复杂DNA纳米结构的能力,其组装出的纳米结构大小与复杂度可与天然生物分子机器相媲美。此次科学家分析了DNA折纸术纳米结构的组装过程,发现仅用10分钟即可组装出分子量高达4.8兆道尔顿的DNA纳米结构,而通常认为其组装过程要长达数小时乃至数天。他们又通过两步组装折叠出DNA纳米带和纳米管结构。这种短纳米管连接起来构成一个长达100纳米以上、直径精确可控的DNA纳米管。令人惊讶的是,这些复杂纳米结构实际上可由DNA链用一步法直接快速组装出来。研究人员还提出利用DNA折纸术纳米管构建纳米反应器的概念,并以两个单个酶分子组成的双酶偶联反应体系为模型进行研究。结果表明,在DNA纳米管反应器中的酶反应,其效率远高于溶液中的自由扩散和反应,表明该反应器提供了一个高效的纳米限域空间。这两个酶在反应器内的距离还可在纳米尺度精确调控,因而可有效调节酶的偶联反应过程。更多阅读JACS发表论文摘要

西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学团队博士孙莎,近日在《美国化学学会杂志》刊发研究称,通过对DNA结构重复单元的刚性和曲率进行调节,可以构建不同直径的纳米管,范围从50纳米调节至550纳米,并发现刚性大、曲率小的DNA结构重复单元有利于大直径纳米管的生成。同时DNA双链扭转密度的调节实现了纳米管手性的控制。

自20世纪80年代DNA纳米技术概念提出以来,利用DNA模块、DNA折纸及环状DNA等多种方法都可实现DNA纳米管的自组装,但其尺寸均受到了严重限制,目前报道的DNA纳米管直径大多小于100 纳米。因此,制备大尺寸DNA纳米管是科学界面临的重大挑战。而由于DNA自身良好的生物相容性,DNA纳米管在药物运载、生物反应器等方面有着可观的应用前景。

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