מאמר שיטה

המוטיבים אן יציב, 1 י ו- 2D Nanostructures בנוי מולקולות DNA מעגלי קטן

6.4K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/58744

⸱

12 באפריל 2019

 ,  , 
1State Key Laboratory of Coordination Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University

במאמר זה

סיכום

מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט עבור T4 מצדו ולטיהור denaturing דף קטן מולקולות DNA מעגלי, חישול, ניתוח דף מקורית של אריחים מעגלית, בהרכבת AFM הדמיה של nanostructures ה-DNA 1 י ו- 2D, כמו גם agarose ג'ל אלקטרופורזה וטיהור צנטריפוגה של סופי אן nanostructures.

תקציר

מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט של סינתזה של מולקולות DNA מעגלי קטנות, חישול של מעגלי DNA מוטיבים ובניית nanostructures DNA 1 י ו- 2D. במשך עשרות שנים, הפיתוח המואץ של ננוטכנולוגיית דנ א מיוחס השימוש DNAs ליניארית כמו למקורות ראשוניים. לדוגמה, המשבצת דאו (כפול מוצלב, antiparallel, מוזר. מסתבר חצי) היא ידועים כמו אבן בניין להקמת רשתות ה-DNA 2D; המבנה הליבה של DAO עשוי שתי oligonucleotides חד גדילי לינארי (הה), כמו שני חבלים עושה קשר סבתא יד ימין. במסמך זה, סוג חדש של אריחים DNA נקרא cDAO (בשילוב DAO) נבנים תוך שימוש קטן מעגלית ss-DNA של c64nt או c84nt (מעגלית 64 או 84 נוקלאוטידים) וגם סטרנד לגרדום מספר ליניארי האס. אס-DNAs כמו קווצות סיכות. Nanostructures 1D ו- 2D מושלם are התכנסו from cDAO אריחים: nanowires אינסופי, nanospirals, צינורות, nanoribbons; סופי ננו-מלבנים. פרוטוקולים מפורט מתוארים: 1) הכנה על ידי T4 ליגאז וטיהור על ידי denaturing עמוד (לזיהוי אלקטרופורזה בג'ל) של oligonucleotides עגול קטן, 2) חישול של אריחים מעגלית יציב, ואחריו ניתוח דף מקורית, 3) הרכבה של אינסוף 1 י nanowires, nanorings, nanospirals, פומפיה 2D אינסופי של צינוריות nanoribbons ו ננו 2D סופיים-מלבנים, ואחריו AFM (מיקרוסקופ כוח אטומי) הדמיה. השיטה היא פשוטה, חזקים, במחיר סביר עבור רוב מעבדות.

מבוא

היו בשימוש במולקולות דנ א כדי לבנות סוגים רבים של nanostructures במשך עשרות שנים. מוטיבים אופייניים כוללים דיי (מוצלב זוגי, antiparallel, אפילו חצי. מסתבר) ורווקה DAO אריחים1,2,3, אריחים כוכב4,5,6,7, תקועים (הה) אריחים8,9,10, ו- DNA אוריגמי11,12,13. אלה המוטיבים אן....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הכנת DNAs עגול

  1. השתמש כל DNAs ליניאריים הניתנים על ידי חברות מסחריות ישירות ללא טיהור נוסף.
  2. Centrifuge דגימות ה-DNA ב 5000 g × במשך 5 דקות כדי לאסוף את כל כדורי ה-DNA בחלק התחתון של הצינורות. הוסף אמצעי אחסון המתאים טה מאגר (10 מ"מ טריס, 1 מ"מ EDTA, pH 8.0) כדי להמיס את ה-DNA.
  3. למדוד את הריכוז של "a" ng/µL עבור כל הפתרונות ss-DNA בעזרת ספקטרומטר UV מיקרו של 260 ננומטר. להמיר ng/µL "a" "b" מיקרומטר בעקבות b = × 103 / (לנטישה המשקל המולקולרי של ה-DNA). התאימו את כמות פתרון טה להפוך 10 מיקרומטר דנ א מניות פתרון.
  4. השתמש T4 DNA ליגאז כדי לחבר את קצות 3' ו 5' 5'-phosphorylated ליניארית DNA תבניות ( איור....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

ה-DNA מעגלי נע לאט יותר ה-DNA ליניארי שלו קודמן denaturing דף (איור 2) כי הנקבובית את ה-dna מעגלי הוא שחדר, מפגר מאת ג'ל הסיבים23,24,25. יעילות התגובה מצדו הנכון עבור oligo-מונומר cyclization תלוי המצע רצף, ריכוז, טמפרטורת התגובה, זמן, וכו '. כמו הריכוז של הקדמה DNA ליניארי גבוה מספיק מיקרומטר בסביבות 3.5, המוצרים cyclization של c64nt (או c84nt), ההתייחסות ק.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

הפרוטוקולים הציג באופן זה דגש במאמר על הסינתזה של מולקולות DNA מעגלי קטנות, ההרכבה של דנ א nanostructures. רוב העיצובים DNA וסודרו באופן אקראי ניתן להשתמש בפרוטוקול זה. טוהר DNAs מעגלית היא קריטית להצלחת הרכבות ה-DNA. ניתן לשפר את התשואה הפקה של cyclization על-ידי הורדת הריכוז של DNA ליניארי 5'-phosphorylated; עם זאת, זה יהיה להגדיל את עומס העבודה כדי לייצר כמויות זהה של DNAs מעגלית. האורך של גדילי הדנ א סד משפיעה גם על התגובה הנכונה מצדו, זה ממוטבת כדי להיות בסביבות 20 נוקלאוטידים זמן הן c64nt והן c84nt.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים יש שאין ניגודי אינטרסים לחשוף.

תודות

. אנחנו אסירי תודה על התמיכה הכספית של NSFC (מענקים מס ' 91753134 ו- 21571100), ואוניברסיטת מדינת מפתח מעבדה של Bioelectronics של דרום-מזרח.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
T4 ligaseTaKaRa2011A
T4 bufferTaKaRa2011A
TE bufferSangonB548106
Thermo BottleThermos SK-3000
Thermo cyclerBio GenerGE4852T
Exonuclease ITaKaRa2650A
Exonuclease I bufferTaKaRa2650A
30% (w/v) תמיסת אקריל/ביס (19:1)סנגוןB546016
TAE פרמיקס פודוורסנגוןB540023
Mg(Ac)2· 4H2Oנאנג'ינג מגיב כימיC0190550223
אוריאהסנגוןA510907
TEMEDBBIA100761
אמוניום פרסולפטנאנג'ינג מגיב כימי13041920295
ספק כוחבייג'ינג LiuyiDYY-8C
אמבט מיםSumsungDK-S12
פורממידסמןBBI A100314
(25~500 bp)B600303סנגון
(100~3000 bp)מאגרB500347
סנגוןB548313
PAGE מערכת אלקטרופורזהבייג'ינג Liuyi24DN
מסנןASD5010-22250.22 & מיקרו; מערכת
הדמיית UVM Tanon2500R
n-butanolSangonA501800
אתנול מוחלטSCR10009257
NaOAcNanjing מגיב כימי12032610459
צנטריפוגהאפנדורף5424R
רכז ואקוםCHRISTRVC 2-18
ספקטרום אולטרה סגולAllshengNano-100
כתם חומצת גרעיןBiotium16G1010GelRed
AgaroseBiowestG-10
Agarose electrophoresis systermBeijing LiuyiDYCP-31CN
צלחת חימוםג'יאנגסו ג'ינטאןDB-1
TBE premix podwer B540024סנגון
Bio-Rad7326165Freeze 'N עמודת סחיטה
AFMBrukerDimension FastScan
PEG8000BBIA100159
MicaTed PellaBP50
משולש AFM בדיקה באווירBrukerFastScan-C
משולש AFM בדיקה ב פולידBrukerScanAsyst-fluid+
DNA StrandsSangon
DNA סמן DNA טעינה עמודת מסנן

מקורות

  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....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

DNAPAGEPAGEDNADNADNA

מאמרים קשורים