化学

Meta-DNA:由DNA制成的微米结构

除了著名的双螺旋结构之外,还可以通过多种方式组合DNA链,以形成微米级的结构,这些结构可以应用于生物学和材料物理学。

马丁·蒂诺(Martin Tiano)
元DNA

为了合成人工基因,遗传学家和生物化学家们开发了强大的合成DNA长链的方法,可以完美地控制核苷酸的连续性及其构成要素。近年来,材料科学等另一个领域的专家已经发现了DNA的潜力:借助精心选择的核苷酸序列,由于折叠和折叠,可以形成纳米级三维结构。在不同的线之间打结。但是,到目前为止,这些结构的尺寸有限,约为十纳米,这限制了其应用的可能性。除此之外,很难精确地控制所获得建筑物的建筑。

为了获得更大的结构,上海交通大学的姚光宝和他的同事开发了“元DNA”超分子大厦,它们在微米尺度上复制了相同的组织和结构。形成与DNA相同的结构。

研究人员利用了DNA的自组织特性:由于众多的分子间相互作用,DNA的单链或双链自发地组织成更大的纤维。因此,通过控制这一过程,研究人员形成了变纤蛋白:六个DNA双螺旋的束通过彼此匹配的短DNA序列连接在一起。这些超蛋白又具有与DNA配对的能力,从而形成双螺旋,甚至更复杂的元结构。

通过局部调节这些变蛋白的组成,姚光宝和他的同事创造了更灵活的区域,从而允许在结构中形成肘部,甚至形成结点以形成变节。因此,他们合成了可折叠的meta-DNA并绘制了几何图案,从简单的三角形到更为复杂的体系结构,例如棱柱,五角形的双棱锥,甚至是网格。二维的。

除了它们所代表的技术能力外,这些微结构对于生物学和材料科学也很有意义。由于给定了它们的大小,构成它们的DNA的生物学和化学特性,以及可获得的几乎无限多种结构,因此科学家计划将meta-DNA用于生物学中的许多应用。生物物理学,以研究生物材料并复制细胞行为,还用于光电子学,以改变表面的光学特性,或最终用作微米分子电动机。

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