توفر هذه المقالة بروتوكولات لتصميم وتجميع الهياكل النانوية من oligomers حمض الببتيد النوى المعدل بأشعة غاما في مخاليط المذيبات العضوية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
التجميع الذاتي للأحماض الببتيد النيوية المعدلة بأشعة غاما في الهياكل النانوية المعقدة في مخاليط المذيبات العضوية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الاستراتيجيات الحالية في الحمض النووي والRNA nanotechnology تمكين التجميع الذاتي لمجموعة متنوعة من الهياكل النانوية حمض النووي في وسائل الإعلام المائية أو رطبة بشكل كبير. في هذه المقالة، ونحن وصف البروتوكولات التفصيلية التي تمكن من بناء بنيات الألياف النانوية في مخاليط المذيبات العضوية من خلال التجميع الذاتي من فريد من نوعه، واحدة تقطعت بهم السبل، وحامض نوبيتيد غاما المعدلة (γPNA) البلاط. كل البلاط واحد الذين تقطعت بهم السبل (SST) هو 12 قاعدة oligomer γPNA تتألف من اثنين من المجالات وحدات متسلسلة من 6 قواعد لكل منهما. يمكن ربط كل مجال إلى مجال تكميلي متبادل موجود على فروع مجاورة باستخدام التكامل المبرمج لتشكيل ألياف النانو التي يمكن أن تنمو إلى ميكرون في الطول. يتكون عزر SST من 9 أزروميات إجمالية لتمكين تشكيل ألياف نانوية 3 فليكس. وعلى النقيض من الهياكل النانوية المماثلة للحمض النووي، والتي تشكل هياكل أحادية القطر، تشكل أنظمة γPNA هذه ألياف نانوية تجمع على طول عرضها أثناء التجميع الذاتي في مخاليط المذيبات العضوية. ولذلك، تشمل بروتوكولات التجميع الذاتي الموصوفة هنا أيضاً مادة سطحية تقليدية، هي دوديسيل كبريتات الصوديوم (SDS)، للحد من تأثيرات التجميع.
المقدمة
البناء الناجح للعديد من الهياكل النانوية المعقدة1،2،3،4،5،6،7،8،9،10،11،12 في وسائل الإعلام المائية أو رطب بشكل كبير باستخدام الأحماض النووية التي تحدث بشكل طبيعي مثل الحمض النووي1،2،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تصميم تسلسل γPNA
- تحميل أداة تصميم الحمض النووي22 التي وضعتها مختبر Winfree في Caltech23 في المجلد الذي يحتوي على البرامج النصية لبرمجة تصميم تسلسلات.
- ضمن مجلد تصميم التسلسل هذا، افتح لغة برمجة من الجيل الرابع متوافقة مع ملحق الملف ".m"، ثم أضف المجلد "DNAdesign" الذي تم تنزيله مسبقًا إلى المسار باستخدام الأمر التالي:
>> ادب DNAdesign - تشغيل البرنامج النصي التالي باسم "PNA3nanofiber.m" (راجع الشكل التكميلي 1)باستخدام الأمر التالي:
>> PNA3nanofiber - تشغيل هذا البرنامج النصي لإنشاء متغيرات تسمى "thisSeqs" و "thisScore"." المتغير "thisSeqs" يحتوي على تسلسل oligo....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تصف البروتوكولات التي تمت مناقشتها في الأقسام أعلاه تصميم شعار SST مقتبس من ألياف نانوية للحمض النووي للجيل القوي من هياكل الألياف النانوية المجمعة ذاتيًا باستخدام oligomers متعددة ومتميزة. يصف هذا القسم تفسير البيانات التي تم الحصول عليها من الاستجمام الناجح للبروتوكولات الموصوفة.
اتباع البروتوكول الموصوف في القسم 5 ل TIRF التصوير من عينات من oligomers γPNA محن في 75٪ DMSO: H2O (v/v) يوفر بسهولة أكثر من دليل على بنية منظمة تنظيما جيدا تحت الملاحظات المجهرية كما هو مبين في
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تركز هذه المقالة على تكييف وتحسين بروتوكولات النانو الموجودة في مجال تكنولوجيا النانو من حمض النووي نحو مخاليط المذيبات العضوية. تركز الطرق الموضحة هنا على التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ضمن مساحة تجريبية محددة لمذيبات عضوية عضوية قطبية مختارة. هناك حتى الآن إمكانات غير مستكشفة لبروتوكولات نانوتكنولوجيا الحمض النووي الأخرى التي سيتم تكييفها داخل هذا الفضاء. وهذا يمكن أن يحسن التطبيقات المحتملة من خلال التكامل في مجالات أخرى مثل البوليمر والتخليق الببتيد التي عادة ما يتم تنفيذها في المذيبات العضوية مماثلة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ولا يعلن أصحاب البلاغ عن أي مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
وقد تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل منحة المؤسسة الوطنية للعلوم 1739308، منحة NSF CAREER 1944130 ومن قبل مكتب القوات الجوية لأبحاث العلوم رقم FA9550-18-1-0199. وكانت تسلسل γPNA هدية سخية من الدكتور Tumul Srivastava من إصلاح الجينات تروكود ، وشركة نود أن نشكر الدكتور إريك وينفري والدكتور ريزال هاريادي لمحادثاتهم المفيدة حول رمز أداة تصميم الحمض النووي MATLAB. ونود أيضا أن نشكر جوزيف سهان، مارا سوليفان ومركز التصوير البيولوجي على مساعدتهم في جمع بيانات TEM.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| &جاما. خيوط PNA / oligomers | Trucode Gene Repair Inc. | القسم 2.1 | |
| مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية UV-Vis | Agilent | Varian Cary 300 | القسم 3.1.2 |
| كوفيت الكوارتز | Starna | 29-Q-10 | القسم 3.1.1 |
| الدراجة الحرارية | Bio Rad | C1000 التي تعمل باللمس | القسم 4.1 |
| 0.2 مل أنابيب PCR | VWR | 53509-304 | القسم 4.5 |
| اللامائي DMF | VWR | EM-DX1727-6 | القسم 4.6 |
| اللامائي DMSO | VWR | EM-MX1457-6 | القسم 4.6 |
| اللامائي 1،4-ديوكسان | فيشر العلمي | AC615121000 | القسم 4.6 |
| 10X محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | VWR | 75800-994 | القسم 3.1.1 |
| شرائح المجهر | VWR | 89085-399 | القسم 5.2 |
| زلات الغطاء الزجاجي | VWR | 48382-126 | القسم 5.2 |
| 2٪ كولوديون في أسيتات الأميل | سيجما ألدريتش | 9817 | القسم 5.2 |
| أسيتات الأيزواميل | VWR | 200001-180 | القسم 5.2 |
| ألبومين مصل الأبقار البيوتينيل (البيوتين-BSA) | سيجما-ألدريتش | A8549 | القسم 5.3 |
| ألبومين مصل الأبقار (BSA) | سيجما-ألدريتش | A2153 | القسم 5.4 |
| ستربتافيدين | سيجما-ألدريتش | 189730 | القسم 5.5 |
| Trolox | Sigma-Aldrich | 238813 | القسم 5.7 |
| مجهر التألق الانعكاس الداخلي | الكلي نيكون | نيكون Ti2-E | القسم 5.8 |
| مجهر إلكتروني ناقل | Joel | JEM 1011 | القسم 6.6 |
| ملاقط | Dumont | 0203-N5AC-PO | القسم 6.3 |
| أسيتات اليورانيل | علوم الفحص | المجهري 22400 | القسم 6.1 |
| فورمفار ، 300 شبكة ، شبكات نحاسية | تيد بيلا | 1701-F | القسم 6.2 |
| أول أكسيد السيليكون فورمفار من النوع أ ، 300 شبكة ، شبكات نحاسية | شركة تيد بيلا. | 1829 | القسم 6.2 |
| قلة / خيوط الحمض النووي | IDT | القسم 7.1 | |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) | VWR | 97064-860 | القسم 8.1 |
المراجع
- Fu, T. J., Seeman, N. C. DNA double-crossover molecules. Biochemistry. 32 (13), 3211-3220 (1993).
- Winfree, E., Liu, F., Wenzler, L. A., Seeman, N. C. Design and self-assembly of two-dimensional DNA crystals. Nature. 394 (6693), 539-544 (1998).
- Shih, W., Quispe, J., Joyce, G.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
