Методическая статья

Стабильная ДНК мотивы, 1D и 2D наноструктур, построенных из небольшой циркуляр ДНК молекул

6.4K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/58744

⸱

12 апреля 2019 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

Эта статья представляет подробный протокол для T4 перевязки и денатурируя очистки страницы небольшие круговые молекулы ДНК, отжига и родной анализ страницы круговой плитки, монтаж и АСМ изображения 1D и 2D наноструктур ДНК, а также агарозы гель электрофорез и центрифугирования очистка конечных ДНК наноструктур.

Аннотация

Эта статья представляет подробный протокол для синтеза небольшие круговые молекулы ДНК, отжиг круговые мотивы ДНК, и строительство 1D и 2D ДНК наноструктур. На протяжении десятилетий быстрое развитие Нанотехнологии ДНК приписывается использования линейной ДНК как исходных материалов. Например плитка DAO (double кроссовер, antiparallel, нечетные половину повороты) хорошо известен как стандартный блок для построения 2D ДНК решетки; Основная структура DAO производится из двух линейных одноцепочечной (СС) олигонуклеотиды, как две веревки, делая узел бабушка правой рукой. Здесь, новый тип плитки ДНК называется cDAO (спаренной DAO) строятся с использованием небольшой циркуляр ss ДНК c64nt или c84nt (круговой 64 или 84 нуклеотидов) как стренги эшафот и несколькими линейных ss ННО как основной нити. Идеальный 1D и 2D наноструктур собираются из cDAO плитки: бесконечные нанопроволоки, nanospirals, нанотрубки, наноленты; и конечное нано прямоугольников. Описываются подробные протоколы: 1) подготовка лигаза T4 и очистки, денатурации страницы (электрофорез геля полиакриламида) небольшие круговые олигонуклеотиды, 2) отжиг стабильные круговые плитки, следуют родной анализ страницы, 3) монтаж бесконечные 1D нанопроволоки, nanorings, nanospirals, бесконечные 2D решетки нанотрубок и наноленты и конечных 2D нано прямоугольники, следуют AFM (атомной силовой микроскопии) изображений. Метод простой, надежной и доступной для большинства лабораторий.

Введение

Молекулы ДНК были использованы для построения различных наноструктур на протяжении десятилетий. Типичные мотивы включают Дэ (двойной кроссовер, antiparallel, даже половины повороты) и DAO плитки1,2,3, звезда плитки4,5,6,,7сингл мель (СС) плитки8,9,10и ДНК оригами11,12,13....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Подготовка круговой ННО

  1. Используйте все линейные ННО, предоставляемые коммерческими компаниями напрямую без дальнейшей очистки.
  2. Центрифугуйте образцы ДНК на 5000 g × 5 минут собрать все ДНК окатышей в нижней части трубы. Добавьте соответствующий объем буфера (10 мм трис, 1 мм ЭДТА, рН 8,0) TE распустить ДНК.
  3. Измерить концентрацию «» нг/мкл для каждого решения ss ДНК с помощью микро УФ спектрометр на 260 Нм. Преобразовать мкм «b» «» нг/мкл b = × 103 / (молекулярный вес ДНК нить). Отрегулируйте количество TE решение сделать 10 мкм ДНК Стоковый раствор.
  4. Используйте T4 ДНК лигаза для подключения заканчивается 3' и 5' 5....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Круговой ДНК движется немного медленнее, чем его прекурсоров линейной ДНК в денатурации страницу (Рисунок 2), потому что проникли поры внутри круговой ДНК и отсталых гель волокна23,24,25. Эффективность реакции правильный перевязки для oligo мономер циклизация зависит от последовательности субстрата и концентрации, температуры реакции, время, и т.д. Как конце.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Протоколы, представленные в этой статье сосредоточиться на синтез небольшие круговые молекулы ДНК и Ассамблея ДНК наноструктур. Большинство конструкций, случайно последовательности ДНК может использоваться в этом протоколе. Чистоты циркуляр ННО имеет решающее значение для успеха ДНК сборок. Доходность производства циклизация может быть улучшена путем снижения концентрации 5'-фосфорилированных линейной ДНК; Однако это приведет к увеличению рабочей нагрузки производить те же суммы круговой ННО. Длина нити ДНК шина также вл.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют никаких конфликтов интересов раскрыть.

Благодарности

Мы признательны за финансовую поддержку от NSFC (гранты № 91753134 и 21571100) и состояние ключа лаборатории биоэлектроника из Юго-Восточной университета.

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Т4 лигазаTaKaRa2011A
Т4 буферTaKaRa2011A
TE буферSangonB548106
термофлаконтермос SK-3000
термоамплификаторBio GenerGE4852T
экзонуклеазой ITaKaRa2650A
Экзонуклеаза I буферTaKaRa2650A
30% (w/v) Акрил/Бис раствор (19:1)СангонB546016
TAE премикс podwerSangonB540023
Mg(Ac)2· 4H2OНанкинский химический реактивC0190550223
мочевинойСангонA510907
TEMEDBBIA100761
Персульфат аммонияНанкинский химический реагент13041920295
Источник питанияПекин LiuyiDYY-8C
Водяная баняSumsungDK-S12
ФормамидBBIA100314
ДНК-маркер (25~500.н.)СангонB600303
ДНК-маркер (100~3000.н)СангонB500347
Загрузочный буферСангонB548313
СТРАНИЦА система электрофорезаПекин Люйи24DN
ФильтрASD5010-22250.22 &микро; M
Система УФ-визуализацииTanon2500R
n-бутанолСангонA501800
Абсолютный этанолSCR10009257
NaOAcNanjing Химический реагент12032610459
центрифугаeppendorfCentrifuge 5424R
Вакуумный концентраторCHRISTRVC 2-18
Ультрафиолетовый спектрAllshengNano-100
краситель нуклеиновых кислотBiotium16G1010GelRed
AgaroseBiowestG-10
Система электрофореза агарозыBeijing LiuyiDYCP-31CN
Нагревательная пластинаJiangsu JintanDB-1
TBE premix podwer Колонка фильтра SangonB540024
Bio-Rad7326165Freeze 'N Squeeze колонка
AFMBrukerDimension FastScan
PEG8000BBIA100159
MicaTed PellaBP50
треугольный АСМ зонд в воздухеBrukerFastScan-C
треугольный АСМ зонд в фулидBrukerScanAsyst-жидкость+
нити ДНКСангон

Ссылки

  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....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи