Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.

Article de méthode

Motifs d’ADN stable, 1D et 2D Nanostructures construit à partir de molécules d’ADN circulaire petit

6.4K vues

⸱

DOI :

10.3791/58744

⸱

12 avril 2019

 ,  , 

Dans cet article

Résumé

Cet article présente un protocole détaillé pour ligature de T4 et de la dénaturation PAGE purification de petites molécules d’ADN circulaires, recuit et gel natif analyse de pages de tuiles circulaires, le montage et l’imagerie AFM de nanostructures ADN 1D et 2D, ainsi que d’agarose électrophorèse et centrifugation purification des nanostructures d’ADN finie.

Résumé

Cet article présente un protocole détaillé pour la synthèse de petites molécules d’ADN circulaires, recuit de motifs d’ADN circulaire et la construction de nanostructures ADN 1D et 2D. Au cours des dernières décennies, l’essor des nanotechnologies ADN est attribuée à l’utilisation d’ADN linéaire comme les matériaux de source. Par exemple, la tuile DAO (double crossover, demi-tours antiparallèles, impaires) est bien connue comme un bloc de construction pour la construction de grilles d’ADN 2D ; la structure de base du DAO est issue de deux oligonucléotides monocaténaire linéaire (ss), comme deux cordes en faisant un nœud de granny main droite. Dans les présentes, un nouveau type de tuiles d’ADN appelé Badc (couplé DAO) sont construites en utilisant un petit ss-ADN circulaire de c64nt ou c84nt (circulaires 64 ou 84 nucléotides) comme le brin d’échafaudage et de plusieurs ss-DNAs linéaire comme les brins discontinues. Parfait nanostructures 1D et 2D sont assemblés à partir de Badc tuiles : nanofils infinie, nanospirals, nanotubes, nanorubans ; et finis nano-rectangles. Des protocoles détaillés sont décrites : préparation 1) par ligase T4 et purification par dénaturation PAGE (sur gel de polyacrylamide) des petits oligonucléotides circulaires, 2) recuit de tuiles circulaires stables, suivie de native analyse de PAGE, 3) assemblage de nanofils de 1D infinie, nanorings, nanospirals, infinies treillis 2D de nanotubes et nanorubans et finis 2D nano-rectangles, suivie d’imagerie de l’AFM (Atomic Force Microscopy). La méthode est simple, robuste et abordable pour la plupart des laboratoires.

Introduction

Molécules d’ADN ont été utilisés pour construire beaucoup de genres de nanostructures au cours des dernières décennies. Des motifs typiques incluent DAE (double croisé, antiparallèles, même demi-tours) et DAO carreaux1,2,3, tuiles étoiles4,5,6,7, simples Stranded (ss) carreaux8,9,10et ADN origami11,12

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Protocole

1. préparation d’ADN circulaire

  1. Utilisez tous les ADN linéaire fourni par les sociétés commerciales directement, sans davantage de purification.
  2. Centrifuger les échantillons d’ADN à 5 000 × g pendant 5 min recueillir toutes les pastilles d’ADN au fond des tubes. Ajouter un volume suffisant de tampon TE (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8,0) pour dissoudre l’ADN.
  3. Mesurer la concentration de « a » ng/µL de chaque solution de ss-ADN à l’aide d’un spectromètre UV micro à 260 nm. Convertir les « a » ng/µL en « b » µM suivant b = a × 103 / (chapelet de poids moléculaire de l’ADN). Ajuster la quantité de solution de TE faire une solution sto....

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Résultats

L’ADN circulaire se déplace légèrement plus lent que son ADN linéaire de précurseur en dénaturant PAGE (Figure 2) parce que le pore à l’intérieur de l’ADN circulaire est pénétré et retardé par gel fibres23,24,25. L’efficacité de réaction de ligature correcte de cyclisation de l’oligo-monomère dépend de la séquence de substrat et concentration, température, temps,

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Discussion

Les protocoles présentés en ce bref article sur la synthèse de petites molécules d’ADN circulaires et l’Assemblée des nanostructures de l’ADN. La plupart des modèles d’ADN séquencée au hasard peut être utilisée dans le présent protocole. La pureté de l’ADN circulaire est critique pour le succès des assemblées de l’ADN. Le rendement de production de cyclisation peut être amélioré en réduisant la concentration de l’ADN linéaire 5'-phosphorylés ; Toutefois, cela augmentera la charge de travail pour produire les mêmes quanti.......

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêt à divulguer.

Remerciements

Nous sommes reconnaissants pour le soutien financier de la FNSC (subventions no 91753134 et 21571100) et le laboratoire de clé en état de bioélectronique Southeast University.

....

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
T4 ligaseTaKaRa2011A
Tampon T4TaKaRa2011A
TE tamponSangonB548106
Bouteille isothermeThermosSK-3000
ThermocycleurBio GenerGE4852T
Exonucléase ITaKaRa2650A
Exonucléase I tamponTaKaRa2650A
30 % (p/v) Solution acrylique/Bis (19:1)SangonB546016
TAE premix podwerSangonB540023
Mg(Ac)2· ; 4H2ONanjing Réactif chimiqueC0190550223
UréeSangonA510907
TEMEDBBIA100761
Persulfate d’ammoniumNanjing Réactifchimique 13041920295
Alimentation PékinLiuyiDYY-8C
Bain-marieSumsungDK-S12
FormamideA100314BBI
(25 ~ 500 pb)Marqueurd’ADN B600303
Sangon (100 ~ 3000 pb)Tamponde chargement Sangon B548313 B500347
Système d’électrophorèse PAGEBeijing Liuyi24DN
FiltreASD5010-22250.22 µ ; M
Système d’imagerie UVTanon2500R
n-butanolSangonA501800
Éthanol absoluSCR10009257
NaOAcNanjing Réactif chimique12032610459
CentrifugeuseeppendorfCentrifuge 5424R
Concentrateur sous videCHRISTRVC 2-18
Spectre ultravioletAllshengNano-100
coloration à l’acide nucléiqueBiotium16G1010GelAgarose rouge
BiowestG-10
Agarose électrophorèse systermBeijing LiuyiDYCP-31CN
Plaque chauffanteJiangsu JintanDB-1
TBE premix podwer  ;SangonB540024
colonne filtranteBio-Rad7326165Freeze 'N Squeeze colonne
AFMBrukerDimension FastScan
PEG8000BBIA100159
MicaTed PellaBP50
sonde AFM triangulaire en airBrukerFastScan-C
sonde AFM triangulaire en fulidBrukerScanAsyst-fluid+
brins d’ADNSangon
Marqueur d’ADN

Références

  1. Tsu-Ju, F., Seeman, N. C. DNA double-crossover molecules. Biochemistry. 32 (13), 3211-3220 (1993).
  2. 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).
  3. Liu, F., Sha, R., Seeman, N. C. Modifying the surface fea....

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Réimpressions et autorisations

Explorer plus d’articles

Nanotechnologie de l'ADNPAGE dénaturantePAGE nativemicroscopie à force atomiquetuiles d'ADNnanostructures 1Dnanostructures 2Dpurification de l'ADNrecuit de l'ADN