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방법 논문

안정적인 DNA 모티프, 1d와 2D Nanostructures 작은 원형 DNA 분자에서 건설

6.4K 조회수

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DOI:

10.3791/58744

⸱

2019년 4월 12일

 ,  , 

이 논문에서

요약

이 문서 T4 결 찰 및 어 닐 링 작은 원형 DNA 분자의 변성 페이지 정화에 대 한 상세한 프로토콜을 제시 하 고 원형 타일, 조립 및 1d 및 2D DNA nanostructures agarose의 AFM 이미지의 기본 페이지 분석 젤 유한 DNA nanostructures의 전기 및 원심 분리 정화입니다.

초록

이 문서에서는 작은 원형 DNA 분자의 합성에 대 한 자세한 프로토콜 제공 원형 DNA 모티프와 1d 및 2D DNA nanostructures의 건설의 어 닐 링. 년간, DNA 나노기술의 급속 한 발전은 원본 자료로 선형 DNAs의 사용에 기인 합니다. 예를 들어 DAO (더블 크로스 오버, antiparallel, 이상한 반 회전) 타일은 2 차원 DNA 격자;의 건설을 위한 빌딩 블록으로 잘 알려진 DAO의 핵심 구조 오른손 할머니 매듭을 만드는 2 개의 로프 같은 두 선형 단일 가닥 (ss) oligonucleotides에서 이루어집니다. 여기, DNA 타일 cDAO (결합 된 DAO) 라는 새로운 유형의 c64nt 또는 c84nt의 작은 원형 ss DNA를 사용 하 여 작성 됩니다 (원형 64 나 84 뉴클레오티드) 비 계 물가와 여러 가지 선형 ss-DNAs 주식 가닥으로. 완벽 한 1d 및 2D nanostructures cDAO 타일에서 조립 된다: 무한 나노 와이어, nanospirals, 나노튜브, nanoribbons; 그리고 유한 나노-사각형입니다. 자세한 프로토콜 설명: 1) 준비 T4 리가와 작은 원형 oligonucleotides의 페이지 (polyacrylamide 젤 전기 이동 법)을 변성 시키기 의해 정화, 3) 조립 기본 페이지 분석, 다음 2) 안정적인 원형 타일의 어 닐 링 무한 한 1d 나노 와이어, nanorings, nanospirals, 나노튜브와 nanoribbons, 그리고 유한 2D 나노 사각형의 무한 한 2D 격자 AFM (원자 힘 현미경) 이미징 옵니다. 방법은 간단 하 고, 강력 하 고, 대부분의 실험실에 대 한 저렴 한입니다.

서론

DNA 분자 년간 nanostructures의 많은 종류를 만들려고 사용 되었습니다. 전형적인 주제 포함 대 (더블 크로스 오버, antiparallel, 심지어 반 돈다) 및 DAO 타일1,2,3, 스타 타일4,5,,67, 단일 (ss) 타일8,,910및 DNA 종이 접기11,,1213좌초. 이러한 DNA 모티프와 격자는 선형 ss DNAs에서 조립 된다. 최근에, 다른 사람 그리고 우리 모티프, 1 D 나노튜브 및 2D 격자14

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프로토콜

1입니다. 원형 DNAs의 준비

  1. 더 정화 없이 직접 상업 회사에서 제공 하는 모든 선형 DNAs를 사용 합니다.
  2. DNA 샘플 튜브의 하단에 모든 DNA 알갱이 수집을 5 분 동안 5000 × g에서 원심 DNA를 분해 하 테 버퍼 (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8.0)의 적절 한 볼륨을 추가 합니다.
  3. 260에 마이크로 UV 분석기를 사용 하 여 각 ss DNA 솔루션에 대 한 "a" ng / µ L의 농도 측정 nm. "B" µ M를 "a" ng / µ L를 변환 b 다음3 × 10 = (분자량의 DNA 가닥) /. 10 µ M DNA 재고 솔루션을 만들기 위해 테 솔루션의 양을 조정 합니다.
  4. T4 DNA 리가 사용 하 여 연결 하는 5'-phosphorylated 선형 DNA 템플릿 ( 그림 1) c64nt, c74nt 및 상업 회사에서 직접 제공 하는 c84nt의 3'와 5' 끝.
  5. 5'-phosphorylated 선형 DNA 가닥 (3.5 µ M)과 그 해당 부 목 DNA 가닥 (4.5 µ M) 200 µ L PCR 테스트 튜브15에서 80 µ L TE 버퍼에 혼합. ....

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결과

원형 DNA 젤 섬유23,,2425원형 DNA 내부 기 공에 침투 하기 때문에 페이지 (그림 2)을 변성 시키기 및 지진의 전조 선형 DNA 보다 약간 느리게 이동 합니다. 올리고 단위체 cyclization에 대 한 올바른 결 찰 반응 효율 기판 시퀀스 및 농도, 반응 온도, 시간, 등등에 따라 달라 집니다. 선구자 농도 선형 DNA는 약 3.5 μ M, c64nt (또는 c84nt)의 cyclization 제품에서 충분히 높은 고이 프로토콜에 전조 참조 될 수 있습니다 직접 죽어 없이 UV 빛에서 TLC 판에 있는 악대로 그림자. 원형 DNA의 밴드 막연 한 또는 보이지 않는, 결 찰 반응 또는 훨씬 낮은 제품 수율의 실패를 나타내는.......

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토론

작은 원형 DNA 분자의 합성 및 DNA nanostructures의 조립에이 기사 초점에 프로토콜. 무작위로 순서가 DNA 디자인의 대부분은이 프로토콜에서 사용할 수 있습니다. 원형 DNAs의 순수성이 DNA 어셈블리의 성공을 위해 중요 합니다. 5'-phosphorylated 선형 DNA;의 농도 낮추는 방법으로 cyclization의 생산 수율을 향상 시킬 수 있습니다. 그러나,이 원형 DNAs의 동일한 금액을 생산 하기 위해 작업 부하를 증가 합니다. 부 목 DNA 물가의 길이 정확한 결 찰 반응에도 영향을, 약 20 뉴클레오티드 되도록 최적화 되어 c64nt 및 c84nt에 대 한 긴.

마그네슘 양이온의 적절 한 농도 (예., 12.5 m m) 동안 솔루션 그리고 어셈블리 형성과 DNA nanostructures의 유지 보수에 대 한 매우 중요 하다. 따라서, 12.5 m m의 마그네슘 양이온 농도의 어 닐 링 과정 동안 항상 유지, 기본 페이지, aga.......

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공개 사항

저자는 공개 관심의 없습니다 충돌 있다.

감사의 글

우리는 NSFC (보조금 번호 91753134 및 21571100), 그리고 국가 열쇠 실험실의 Bioelectronics의 동남 대학에서 재정 지원에 대 한 감사.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
T4 리가제TaKaRa2011A
T4 완충액TaKaRa2011A,
TE 완충액SangonB548106
Thermo bottleThermos,SK-3000
, Thermo cycler,Bio Gener, GE4852T
Exonuclease ITaKaRa2650A
Exonuclease I 완충액TaKaRa2650A
30% (w/v) 아크릴/Bis 용액 (19:1)SangonB546016
TAE 프리믹스 podwerSangonB540023
Mg(Ac)2· 4H2O난징 화학 시약C0190550223
요소SangonA510907
TEMEDBBIA100761
과황산 암모늄난징 화학 시약13041920295
전원 공급 장치베이징 LiuyiDYY-8C
수조SumsungDK-S12
포름 아미드BBIA100314
DNA 마커 (25 ~ 500 bp)SangonB600303
DNA 마커 (100 ~ 3000 bp)SangonB500347
로딩 버퍼SangonB548313
PAGE 전기 영동 systerm베이징 Liuyi24DN
필터ASD5010-22250.22 µ M
UV 이미징 시스템Tanon2500R
n-부탄올SangonA501800
절대 에탄올SCR10009257
NaOAc난징 화학 시약12032610459
원심분리기에펜도르프원심분리기 5424R
진공 농축기CHRISTRVC 2-18
자외선 스펙트럼AllshengNano-100
핵산 염색Biotium16G1010GelRed
AgaroseBiowestG-10
Agarose 전기영동 시스템베이징 LiuyiDYCP-31CN
가열판Jiangsu JintanDB-1
TBE 프리믹스 포드워 SangonB540024
필터 컬럼Bio-Rad7326165Freeze 'N Squeeze 컬럼
AFMBrukerDimension FastScan
PEG8000BBIA100159
MicaTed PellaBP50
삼각형 AFM 프로브 in airBrukerFastScan-C
삼각형 AFM 프로브 fulidBrukerScanAsyst-fluid+
DNA strands산곤
, , , , , , , , , ,

참고문헌

  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....

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