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Chemistry

एकल असहाय डीएनए टाइलें से जटिल दो आयामी आकार की आत्म विधानसभा

Published: May 8, 2015 doi: 10.3791/52486
Automatic Translation
1, 2, 2, 2,3
1Tsinghua-Peking Center for Life Sciences, School of Life Sciences, Tsinghua University, 2Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University, 3Department of Systems Biology, Harvard Medical School

Introduction

5,8,10 - - पिछले न्यूक्लिक एसिड विधानसभा स्वयं काम 1-25 डीएनए 2 सहित जटिल संरचनाओं की एक किस्म के सफल निर्माण के लिए प्रेरित किया 13,17,23 या शाही सेना 7,22 आवधिक 3,4,7, 22 और एल्गोरिथम 5 दो आयामी lattices, रिबन 10,12 और ट्यूबों 4,12,13, 3 डी क्रिस्टल 17 के polyhedra 11 और परिमित, 2 डी 7,8 आकार। 16,18 - - 21,25 एक भी पाड़ कतरा एक जटिल आकार 9,14 फार्म करने के लिए कई छोटी सहायक प्रधान किस्में द्वारा जोड़ रहा है जिससे एक विशेष रूप से प्रभावी तरीका है, डीएनए origami scaffolded है।

हमने हाल ही में एकल असहाय टाइल (एसएसटी) का उपयोग निर्धारित 2 डी आकार के साथ असतत nanostructures के निर्माण के लिए एक विधि की सूचना दी, और डीएनए origami 26 के लिए तुलनीय जटिलता के साथ संरचनाओं का प्रदर्शन किया। इस articlई हमारे पहले काम 26 का रूपांतरण है और ठीक निर्धारित आयाम (चौड़ाई और लंबाई) और morphologies के साथ परिष्कृत परिमित 2 डी आकार में व्यक्तिगत पता SSTS की व्यवस्था के लिए प्रोटोकॉल विस्तृत वर्णन करता है। एसएसटी विधि का एक प्रमुख लाभ अपने प्रतिरूपकता है। एक संरचना के हर घटक एसएसटी विधानसभा में एक मॉड्यूलर निर्माण इकाई के रूप में कार्य करता है, और इन SSTS के विभिन्न सबसेट अलग आकृतियों का उत्पादन। इस प्रकार, हम कम, सिंथेटिक डीएनए किस्में से निर्धारित आकार और आकार के साथ nanostructures के निर्माण करने के लिए एक सामान्य मंच की स्थापना की।

SSTS चार डोमेन, प्रत्येक 10 या 11 न्यूक्लियोटाइड लंबे समय (चित्रा 1 ए) के होते हैं। SSTS उनके समानांतर helices विदेशी संबंधों से एक साथ आयोजित एक डीएनए जाली बनाने के लिए ऐसी है कि बाँध। प्रत्येक विदेशी डोमेन के 2 और 3 फॉस्फेट दृश्य स्पष्टता के लिए चित्र में कृत्रिम रूप से बढ़ाया है के बीच फॉस्फेट है। क्रॉसओवर <(अलावा दो पेचदार बदल जाता है (21 कुर्सियां) स्थान दिया गया हैमजबूत> चित्रा 1 बी)। समग्र आयतों helices और पेचदार घुमावों की संख्या में उनके आयामों द्वारा भेजा जाता है। उदाहरण के लिए, एक आयत छह helices व्यापक है और आठ पेचदार 8T आयत × एक 6H के रूप में संदर्भित है लंबे समय बदल जाता है। SSTS, बाहर छोड़ गयी, या अन्यथा मनमाना आकृति और आकार (चित्रा 1C) की संरचना बनाने के लिए पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक आयताकार डिजाइन एक वांछित लंबाई और त्रिज्या (चित्रा -1) के साथ एक ट्यूब में लुढ़का जा सकता है।

वैकल्पिक रूप से, आयताकार एसएसटी जाली एसएसटी पिक्सल से बना एक आणविक कैनवास, 7 एनएम द्वारा प्रत्येक 3 एनएम के रूप में देखा जा सकता है। इस अध्ययन में, हम 310 पूर्ण लंबाई आंतरिक SSTS की एक आणविक कैनवास का उपयोग करें, बाएँ और दाएँ सीमाओं को बनाने में 24 पूर्ण लंबाई SSTS, और ऊपर और नीचे की सीमाओं के गठन 28 आधा लंबाई SSTS। कैनवास क्रॉसओवर से जुड़े 24 डबल helices है और प्रत्येक हेलिक्स 28 पेचदार बदल जाता है (294 कुर्सियां) शामिल है और इसलिए के रूप में जाना जाता है28T आयताकार कैनवास × एक 24H। 28T कैनवास × 24 एक M13 के फेज पाड़ से बनाए गए एक डीएनए origami संरचना के समान एक आणविक भार है।

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Protocol

1. डीएनए अनुक्रम डिजाइन

  1. 28T कैनवास × एक 24 बनाने के लिए डबल helices, प्रत्येक डबल हेलिक्स के लिए ऊपर और नीचे हेलिक्स की लंबाई की संख्या, और विदेशी पैटर्न निर्दिष्ट द्वारा एक एसएसटी-परिमित संरचना डिजाइन करने के लिए UNIQUIMER सॉफ्टवेयर 27 का प्रयोग करें। इन मानकों को परिभाषित करने के बाद, समग्र वास्तुकला (किनारा संरचना और पूरक व्यवस्था) कार्यक्रम में रेखांकन सचित्र है।
  2. पूरक व्यवस्था और अतिरिक्त आवश्यकताओं (यदि कोई हो) को पूरा करने के लिए निर्दिष्ट संरचना की किस्में के लिए दृश्य उत्पन्न। (संरचनाओं के अधिकांश के लिए) अनुक्रम समरूपता 28 कम करके डीएनए दृश्यों डिज़ाइन करें।
    1. न्यूक्लियोटाइड (ए, सी, जी और टी) एक एक करके बेतरतीब ढंग से उत्पन्न।
    2. टी और इसके विपरीत करने के लिए एक;: उन लोगों के लिए पूरक मैच न्यूक्लियोटाइड आधार बाँधना शासन के बाद उत्पन्न सी जी के लिए और इसके विपरीत।
    3. आठ या नौ न्यूक्लियोटाइड परे दोहरा खंडों का प्रयोग न करें। जब इस तरह के प्रतिनिधिदोहरा-खंड आवश्यकता संतुष्ट हो जाता है जब तक खंडों डिजाइन के दौरान उभरने खाने, सबसे हाल ही में उत्पन्न न्यूक्लियोटाइड रूप बदलना।
    4. लगातार चार ए, सी, जी या टी ठिकानों का प्रयोग न करें।
    5. दोनों हैं, जैसे (लिंकेज अंक के आसपास कुर्सियां ​​फिसलने से बचने के लिए (किस्में के अधिकांश के लिए, क्रमशः, इक्कीसवीं और 22 न्यूक्लियोटाइड के रूप में उदाहरण टी और जी के लिए) एकल असहाय उठाना बिंदुओं पर पूर्व-निर्धारित न्यूक्लियोटाइड का प्रयोग करें इक्कीसवीं और 22 न्यूक्लियोटाइड 22 न्यूक्लियोटाइड) करने के लिए बाध्य करने के लिए माना जाता है कि इक्कीसवीं न्यूक्लियोटाइड न्यूक्लियोटाइड के लिए बाध्य करने के लिए यह संभव हो गया था, टी थे।
  3. Streptavidin लेबलिंग, ट्यूबों में आयतों के परिवर्तन, विभिन्न आयतों और अलग तराजू भर में ट्यूबों के गठन के लिए मैन्युअल रूप से डीएनए दृश्यों सुधारे, और एसएसटी पर उजागर डोमेन के की वजह से एकत्रीकरण को रोकने के लिए।
    1. पाली-टी टीआरए के साथ आणविक कैनवास की सीमा पर उजागर डोमेन के बदलेंसीटीएस।
    2. Streptavidin लेबलिंग के लिए, वे 3 'बायोटिन संशोधन के साथ एक विरोधी संभाल कतरा समायोजित कर सकते हैं कि इस तरह संभाल खंडों (जैसे एक विरोधी संभाल कतरा के रूप में एक पूरक समकक्ष करने के लिए बाध्य कर सकते हैं कि घटक किनारा करने के लिए संलग्न अतिरिक्त खंड) के डिजाइन।
    3. एक ट्यूब में एक आयत के रूपांतरण के लिए, आयत से ऊपर और नीचे की पंक्तियों को हटाने और जिसका SSTS शीर्ष पंक्ति के लिए दूसरा और नीचे पंक्ति के बाद दूसरे नंबर पर इसी टाइल के लिए विशिष्ट पूरकता है एक नई पंक्ति सम्मिलित करें।
    4. अलग अलग आकार के एक उजागर एकल असहाय डोमेन के लिए, 10-11 न्यूक्लियोटाइड लंबाई की पाली टी क्षेत्रों के साथ की जगह है, या उजागर डोमेन के पूरक हैं और एक 10-11 न्यूक्लियोटाइड लंबे पाली टी क्षेत्रों के साथ समाप्त उस किनारे संरक्षक द्वारा कवर किया।

आण्विक कैनवास की 2. तैयारी

  1. एक oligonucleoti से RNase मुक्त पानी में भंग निर्दिष्ट दृश्यों के डीएनए घटक किस्में प्राप्तमानक desalting के साथ एक 10 nmol पैमाने पर संश्लेषित oligonucleotides के साथ वी नीचे 96 अच्छी तरह से प्लेट में डे निर्माता। अपकेंद्रित्र 600 x जी पर लगभग 10 S के लिए डीएनए किस्में के साथ 96 अच्छी तरह प्लेटें।
    1. पिपेट एक 2 एमएल टेस्ट ट्यूब में कतरा प्रति 100 माइक्रोन (निर्माता विनिर्देश) में 28T आयत (चित्रा 3) × 24 के लिए डीएनए किस्में के साथ 362 कुओं में से प्रत्येक से 1 μl। कतरा प्रति 200 एनएम के एक एकाग्रता में कतरा मिश्रण का एक शेयर के समाधान बनाने के लिए 2 मिलीलीटर टेस्ट ट्यूब के लिए आसुत विआयनीकृत एच 2 ओ के 138 μl जोड़ें।
  2. कतरा मिश्रण, 10X annealing के बफर (50 मिमी Tris, पीएच 7.9, 10 मिमी EDTA, 250 मिमी 2 MgCl), और आसुत विआयनीकृत एच के 40 μl 2 हे 0.2 के 10 μl के 200 एनएम स्टॉक समाधान के 50 μl जोड़ें मिलीलीटर पीसीआर ट्यूब। इस 1X annealing के बफर ए में आणविक कैनवास के 100 μl नमूना बनाता है (5 मिमी Tris, पीएच 7.9, 1 मिमी EDTA, 25 मिमी 2 MgCl)।
  3. Sampl पानी रखना25 डिग्री सेल्सियस से 90 डिग्री सेल्सियस से ठंडा करने के लिए एक थर्मल cycler में 17 घंटे के लिए ई। इस प्रकार के रूप कार्यक्रम थर्मल cycler: डिग्री सेल्सियस प्रति 5 मिनट की एक स्थिर गति से 61 डिग्री सेल्सियस से 90 डिग्री सेल्सियस से नीचे रैंप; डिग्री सेल्सियस के अनुसार 20 मिनट की एक स्थिर गति से 25 डिग्री सेल्सियस से 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे रैंप; नमूना थर्मल cycler से बाहर ले जाया जा सकता है जब तक और 4 डिग्री सेल्सियस पर सेते हैं।
  4. एक देशी 2% agarose जेल तैयार करें।
    1. एक 600 मिलीलीटर बीकर में agarose के 2.4 जी के उपाय। बीकर 0.5x TBE बफर (44.5 मिमी Tris-Borate, पीएच 8.3, 1 मिमी EDTA) और आसुत विआयनीकृत पानी की 30 मिलीलीटर की 120 मिलीलीटर जोड़ें।
    2. 3 मिनट (- उबलते के बाद 60 सेकंड अधिक या 40) के लिए माइक्रोवेव। 2% से कम जेल में agarose की एकाग्रता को बनाए रखने में मदद करता है जो पानी की 30 मिलीलीटर, के अलावा द्वारा वाष्पीकरण के दौरान खो पानी की भरपाई होगी।
    3. एक ठंडे पानी के स्नान में 1 मिनट के लिए बीकर की सामग्री भंवर। 1.2 एम 2 MgCl के 1 मिलीलीटर (जेल में एक 10 मिमी 2 MgCl एकाग्रता बनाने के लिए) जोड़ें और जेल बुद्धि पूर्व दागSYBR सुरक्षित डाई की ज 6 μl (1: 20,000)।
    4. एक सूखी जेल बॉक्स में जेल समाधान डालो और एक 1.5 मिमी मोटी 12 अच्छी तरह से जेल वैद्युतकणसंचलन कंघी डालें। एक भी मंच पर 30 मिनट - समाधान 15 के लिए जमना।
    5. जेल चल रहा है बफर (44.5 मिमी Tris-Borate, पीएच 8.3, 1 मिमी EDTA, और 10 मिमी 2 MgCl) जेल बॉक्स में डालो। लोड 2 - agarose जेल के एक कुएँ में 1 केबी डीएनए सीढ़ी के 3 μl। (नीला 0.25% bromophenol, 5 मिमी Tris, 1 मिमी EDTA, 10 मिमी 2 MgCl और 30% ग्लिसरॉल) 6X bromophenol नीले रंग के 4 μl आणविक कैनवास का नमूना के 20 μl के साथ मिक्स और का एक और कुएं में समाधान लोड agarose जेल।
  5. एक बर्फ के पानी से स्नान में 100 वी पर 2 घंटे के लिए देशी 2% agarose चलाएं (यह एक संकेतक के रूप में काम कर सकते हैं तो नीले रंग में दिखाया गया है नीले bromophenol, तेजी घटक किस्में से भी चलता है कि 2 घंटा समय चल रहा उपयुक्त है)।
  6. छवि SYBR सुरक्षित दाग के लिए एक उपयुक्त फिल्टर (चित्रा 2 बी के साथ एक जेल स्कैनर का उपयोग कर जेल
  7. एक नीली बत्ती transilluminator पर, एक तेज साफ धार का उपयोग 1 केबी डीएनए सीढ़ी के 1,500 आधार जोड़े के बैंड के समान गतिशीलता के साथ प्रमुख बैंड आबकारी। एक स्पिन स्तंभ में वांछित जेल टुकड़ा (एस) के प्लेस और फिर एक microtube मूसल का उपयोग कर ठीक टुकड़ों में जेल कुचलने। 4 डिग्री सेल्सियस पर 3 मिनट के लिए 438 XG पर अपकेंद्रित्र।
  8. 260 एनएम पर एक अल्ट्रा वायलेट स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग डीएनए की एकाग्रता उपाय।
    1. मशीन को ठीक करना रिक्त रूप में ultrapure DNase / RNase मुक्त आसुत जल के 2 μl का प्रयोग करें।
    2. डीएनए एकाग्रता के एक अनुमान प्राप्त करने के लिए स्पिन स्तंभ से एकत्र नमूने के एक बराबर मात्रा का उपयोग करें। 260 एनएम के एक यूवी अवशोषण पर प्राप्त मापा एकाग्रता मूल्य ('ए' = एनजी / μl) AFM और मंदिर इमेजिंग के लिए कमजोर पड़ने कारक निर्धारित करने में मदद करेगा।
    3. 'ए' (एनजी / μl) के लिए 'बी' (एनएम) निम्न बी = एक × 10 6 / (330 और से मापा एकाग्रता कन्वर्ट# 215; न्यूक्लियोटाइड की संख्या)।
      नोट: एक न्यूक्लियोटाइड की आणविक वजन 330 ग्राम / मोल है। गणना की दाढ़ एकाग्रता मूल्य AFM और मंदिर इमेजिंग के लिए कमजोर पड़ने कारक का निर्धारण करेगा। 60 एनजी / μl - 28T आयत × एक 24H के मामले के रूप में, शुद्ध नमूना के लिए आम माप लगभग 10 है। 12 एनएम - एक ऐसी संरचना के लिए न्यूक्लियोटाइड की संख्या 14,616 दा है, दाढ़ एकाग्रता लगभग 2 है। अंतिम एकाग्रता संग्रह उपज द्वारा निर्धारित किया जाता है - centrifugation से (~ 20 से 50%) और जेल बैंड की मात्रा (उच्च मात्रा अधिक शुद्ध नमूना पतला) बाहर excised।

3. परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी इमेजिंग

  1. एक सपाट सतह पाने के लिए और इमेजिंग मंच पर नमूना डिस्क स्थान के लिए स्कॉच टेप का उपयोग कर एक नमूना धातु डिस्क से जुड़ी अभ्रक दूर छील।
  2. 28T × 24 घंटों का शुद्ध नमूने की - (5 एनएम 2) 5 μl द्वारा पीछा 1X annealing के बफर के 40 μl जोड़ेंहौसले cleaved अभ्रक की सतह के लिए आयत। मिश्रण लगभग 2 मिनट के लिए व्यवस्थित करने की अनुमति दें।
  3. एक ब्रैकट धारक पर AFM के सिलिकॉन नाइट्राइड ब्रैकट चिप स्थापित करें। इमेजिंग के लिए; - (निरंतर वसंत, कश्मीर = 0.24 एनएम -1 75 किलोहर्ट्ज़ 0 = 40 एफ गुंजयमान आवृत्ति), एक सी त्रिकोणीय टिप का उपयोग करें।
  4. छवि तरल पदार्थ से दोहन मोड में एक नमूना। स्कैनिंग के लिए निम्नलिखित इमेजिंग मापदंडों का उपयोग करें: 2 माइक्रोन का आकार, संकल्प के लिए 1024 लाइनों, और 0.5 के स्कैन दर को स्कैन - 1 हर्ट्ज (चित्रा -2)।
  5. यदि आवश्यक हो, 29 बाध्यकारी डीएनए मीका की ताकत बढ़ाने के लिए 10 μl या अधिक की 10 मिमी NICL 2 समाधान जोड़ें।

Streptavidin लेबल के लिए 4. नमूना तैयार

  1. मैन्युअल विशिष्ट स्थानों पर संभाल किस्में बदले में streptavid करने के लिए बाध्य करने में सक्षम हैं जो बायोटिन संशोधन के साथ एंटी-संभाल किस्में, के पूरक होने के लिए शामिल कर रहे हैं कि इस तरह के 28T आयत × 24 डिजाइनविशेष रूप में।
    1. तल पर शीर्ष पंक्ति पर 14 टाइल्स और 14 टाइल्स के लिए एक स्पेसर के रूप में एक दो-न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम (टीटी) के होते हैं कि एक 3 '17-न्यूक्लियोटाइड खंड और एक 15-न्यूक्लियोटाइड हैंडल (GGAAGGGATGGAGGA) संलग्न द्वारा आणविक कैनवास सुधारे आयत (चित्रा 3) की पंक्ति सीमा लेबल करने के लिए। इस क्रम में एक 3 'बायोटिन संशोधित विरोधी संभाल किनारा (TCCTCCATCCCTTCC बायोटिन) का पूरक है।
  2. आंतरिक लेबलिंग के लिए, 8 आंतरिक टाइल्स और आयत (चित्रा -4 ए) के 6 सीमा टाइल करने के लिए 3 '17 न्यूक्लियोटाइड खंड देते हैं।
    1. एक 200 एनएम शेयर समाधान बनाने के लिए 28T आयत (334 किस्में) × 24 घंटों का घटक किस्में के आराम के साथ हैंडल (सीमा लेबलिंग) के साथ 28 किस्में मिलाएं। एक 200 एनएम शेयर समाधान प्राप्त करने के लिए 28T आयत (348 किस्में) × 24 घंटों का घटक किस्में के आराम के साथ हैंडल के साथ 14 किस्में (आंतरिक लेबलिंग) मिलाएं।
  3. बो के लिए0.2 - undary लेबलिंग, 100 माइक्रोन बायोटिन संशोधित विरोधी संभाल किस्में के 6 μl, 10X annealing के बफर के 10 μl, और आसुत विआयनीकृत पानी के 34 μl एक 0.1 किस्में के 200 एनएम स्टॉक समाधान के 50 μl जोड़ने मिलीलीटर पीसीआर टेस्ट ट्यूब। घटक कतरा के अंतिम एकाग्रता 100 एनएम है और विरोधी संभाल बायोटिन संशोधित कतरा के अंतिम एकाग्रता 6000 एनएम है। विरोधी संभाल बायोटिन संशोधित कतरा बाध्यकारी अनुकूल बनाने के लिए 100% से अधिक है तो 28 अणुओं 28T आयत × एक 24H के लिए बायोटिन संशोधित किनारा बाँध विरोधी संभाल ध्यान दें।
  4. आंतरिक लेबलिंग के लिए, एक 0.1 किस्में के 200 एनएम स्टॉक समाधान के 50 μl, 100 माइक्रोन पर आंतरिक विरोधी संभाल बायोटिन संशोधित कतरा के 3 μl, 10X annealing के बफर के 10 μl, आसुत विआयनीकृत पानी के 37 μl जोड़ने - 0.2 मिलीग्राम पीसीआर टेस्ट ट्यूब। घटक कतरा के अंतिम एकाग्रता 100 एनएम और विरोधी संभाल बायोटिन modifi के अंतिम एकाग्रता है एड किनारा 3,000 एनएम है। 28T आयत ताकि विरोधी संभाल बायोटिन संशोधित कतरा × एक 24 करने के लिए विरोधी संभाल बायोटिन संशोधित किनारा बाँध के 14 अणुओं बाध्यकारी अनुकूल बनाने के लिए 100% से अधिक है कि ध्यान दें।
  5. 2.3 में वर्णित चरणों का उपयोग कर 17 घंटे के लिए एक थर्मल cycler में दोनों नमूने पानी रखना।
  6. चरणों 2.4 में वर्णित के रूप में एक देशी 2% agarose जेल तैयार करें।
  7. चरणों 2.5 में वर्णित के रूप में दोनों के नमूने शुद्ध।
  8. चरणों 2.6 में वर्णित के रूप में वांछित डीएनए संरचना की सांद्रता उपाय।

Streptavidin लेबलिंग के लिए 5. परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी

  1. छवि चरण 3 (आंकड़े -3 बी और 4 बी) में वर्णित के रूप में एक AFM का उपयोग करते हुए प्रत्येक नमूना।
  2. इमेजिंग के पहले दौर के बाद, नमूना मिलीलीटर 10 मिलीग्राम पर streptavidin के 1 μl / द्वारा पीछा 1X annealing के बफर के 40 μl जोड़ें। मिश्रण (आंकड़े -3 सी और 4C) reimaging से पहले लगभग 2 मिनट के लिए व्यवस्थित करने की अनुमति दें।
_title "> 6। एक ट्यूब में एक आयत परिवर्तित

  1. आयत के आधार पर एक ट्यूब डिजाइन करने के लिए, ऊपर और नीचे की पंक्तियों को छोड़कर जगह में घटक SSTS के सभी रखना। जिसका SSTS एक ट्यूब रचना (चित्रा 5A) में मूल आयत cyclize करने के लिए अपने संबंधित कॉलम के ऊपर और नीचे आधा टाइल्स concatenating द्वारा डिजाइन किए हैं एक नई पंक्ति का परिचय।
  2. ऊपर और नीचे की पंक्तियाँ (336 किस्में) एक 200 एनएम शेयर समाधान प्राप्त करने के लिए छोड़कर 28T आयत × 24 घंटों का घटक किस्में के साथ किस्में की नई पंक्ति (14 किस्में) मिलाएं।
  3. 2.7 (चित्रा 5 ब) - जेल शुद्धि 2.2 चरणों का पालन करें।

7. संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप इमेजिंग

  1. एक 2% जलीय uranyl फार्मेट दाग समाधान तैयार करने के लिए आसुत जल के 3 मिलीलीटर में uranyl फार्मेट के 0.06 छ वजन। एक सिरिंज से जुड़ी एक 0.2 माइक्रोन फिल्टर का उपयोग कर 2% जलीय uranyl फार्मेट दाग समाधान फ़िल्टर।
    1. के 5 μl जोड़ें5 एन NaOH फ़िल्टर्ड दाग समाधान के 1 मिलीलीटर। संक्षेप में 20,000 एक्स जी पर समाधान और सेंट्रीफ्यूज भंवर।
  2. 25 एमए, 45 एस, 0.1 एम्बार, और नकारात्मक उच्च तनाव ध्रुवता: ग्लो निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ कार्बन लेपित ग्रिड (लेपित पक्ष का सामना करना पड़) का निर्वहन।
  3. किनारे से एक चमक बिजली उत्पन्न करने में इलाज ग्रिड हड़पने के लिए स्वयं को बंद संदंश का प्रयोग करें।
  4. 4 मिनट के लिए ग्रिड पर नमूना 3.5 μl पिपेट। की ओर से ग्रिड के साथ संपर्क में फिल्टर पेपर लाकर नमूना बंद बाती फिल्टर कागज के एक टुकड़े का उपयोग करें।
  5. इसके तत्काल बाद 1 मिनट के लिए ग्रिड पर दाग समाधान के 3.5 μl जोड़ें।
  6. 7.4 के रूप में दाग बंद बाती और 1 के लिए ग्रिड के खिलाफ फिल्टर पेपर पकड़ - 2 मिनट।
  7. 10 कश्मीर से 80 कश्मीर (चित्रा 5C) को लेकर बढ़ाई के साथ 80 केवी पर संचालित एक JEOL जैश-1400 का उपयोग कर एक मंदिर नमूना धारक और छवि के लिए ग्रिड स्थानांतरण।

8. Molecul का प्रयोग मनमाना आकार का निर्माणगिरफ्तारी कैनवास

  1. एक आकार को पहचानें और आणविक कैनवास पर आकार के अनुरूप हैं कि किस्में का चयन करें। उदाहरण के लिए एक त्रिकोण आकार के लिए, आणविक कैनवास के लिए 206 से 362 बाहर किस्में का चयन करें।
  2. 10 एक पाली टी खंड के साथ (है कि त्रिकोण के कर्ण, साथ में है) उजागर डोमेन बदलें - 11 न्यूक्लियोटाइड लंबे समय (चित्रा 6A में डिजाइन 1), या उजागर डोमेन के लिए पूरक है कि एक छोर रक्षक जोड़ सकते हैं और साथ इसे समाप्त एक 10-11 न्यूक्लियोटाइड लंबे पाली टी खंड (चित्रा 6A में डिजाइन 2) एकत्रीकरण को रोकने के लिए।
    नोट: बस (रक्षक किस्में का उपयोग किए बिना) त्रिकोण के पिक्सल के अनुरूप हैं कि SSTS annealing एकत्रीकरण और एक जेल पर कोई विशिष्ट उत्पाद बैंड के गठन के लिए नेतृत्व करेंगे। इसे और अधिक संसाधन कुशल है के रूप में विभिन्न आकृतियों के लिए बढ़त रक्षक डिजाइन का उपयोग करें; यह (Figur प्रतिस्थापन डिजाइन में 14 अतिरिक्त सेट की तुलना में किस्में (चित्रा 6C) के केवल चार अतिरिक्त सेट की आवश्यकता हैई 6B)।
  3. सेट कोर (362 एसएसटी कैनवास), सेट 1 * (एक एसएसटी के डोमेन के 1 करने के लिए बाध्य है कि धार संरक्षक) डोमेन 2 करने के लिए बाध्य है कि, सेट 2 * (धार संरक्षक भी शामिल है जो 310 पिक्सेल आणविक कैनवास के लिए एक कतरा पुस्तकालय बनाएँ एक एसएसटी) की एक एसएसटी के डोमेन से 3 कि बाँध 3 * (धार संरक्षक) सेट, और सेट 4 * (एक एसएसटी के डोमेन 4) करने के लिए बाध्य है कि धार संरक्षक 1344 बढ़त संरक्षक की कुल देने के लिए।
  4. मोटे तौर पर 10 एस के लिए अलग सेट के लिए 96 अच्छी तरह प्लेटें अपकेंद्रित्र। Pipet बाहर एक निश्चित आकार के लिए एक शेयर के समाधान बनाने के क्रम में प्लेटों से वांछित किस्में।
    1. बढ़त संरक्षक, पिपेट एक 2 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र में 1 कोर सेट से 206 किस्में के μl, 0 सेट 1 * से, 0 सेट 2 * से, सेट 3 * से 0 और सेट 4 * से 24 किस्में के साथ एक त्रिकोण के आकार के लिए ट्यूब। डीएनए किस्में की 400 एनएम शेयर समाधान बनाने के लिए ट्यूब के लिए आसुत विआयनीकृत पानी के 20 μl जोड़ें।
  5. डीएनए रणनीति के 400 एनएम स्टॉक समाधान के 50 μl जोड़ें एनडीएस, 10X annealing के बफर बी एक 0.2 मिलीलीटर पीसीआर ट्यूब (50 मिमी Tris, पीएच 7.9, 10 मिमी EDTA, 125 मिमी 2 MgCl) शेयर समाधान और 40 μl आसुत विआयनीकृत एच 2 ओ के 10 μl। इस 1X annealing के बफर बी में त्रिकोण के 100 μl नमूना बनाता है (5 मिमी Tris, पीएच 7.9, 1 मिमी EDTA, 12.5 मिमी 2 MgCl) कतरा के अनुसार लगभग 200 एनएम के एक एकाग्रता में किस्में के साथ।
  6. कदम 2.3 में वर्णित के रूप में 17 घंटे के लिए एक थर्मल cycler में मिश्रण पानी रखना।
  7. 2.4 चरण में वर्णित के रूप में एक देशी 2% agarose जेल तैयार करें।
  8. 2.5 कदम के रूप में वर्णित नमूना शुद्ध।
  9. कदम 2.6 में वर्णित के रूप में डीएनए की एकाग्रता उपाय।
  10. छवि चरण 3 (चित्रा 7C और 7 दिन) में वर्णित के रूप में AFM के तहत नमूना।
  11. उठाओ और एक ही किनारा पुस्तकालय का उपयोग कर अलग अलग आकार के लिए किस्में मिश्रण। अलग अलग समाधान पानी रखना और AFM इमेजिंग के दौरान समय को बचाने के लिए अलग अलग आकार के शुद्ध नमूने गठबंधन।
> 9 jove_title "वैकल्पिक:। आकार डिजाइन और तरल मिश्रण की रोबोट स्वचालन

  1. जटिल आकार के डिजाइन सहायता करने के लिए एक कस्टम MATLAB कार्यक्रम का उपयोग करें।
  2. एक रोबोट तरल हैंडलर के लिए एक pipetting के अनुक्रम के रूप में निर्देश देने के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग करें। का चयन करें और लक्ष्य आकार का गठन कि किस्में मिश्रण करने के लिए रोबोट तरल हैंडलर का उपयोग करें।
    नोट: आकार डिजाइन और कतरा मिश्रण मानव त्रुटि को कम करने और निर्माण कम श्रम गहन बनाने के लिए स्वचालित किया गया था।

10 आयतों और अलग तराजू के उस पार ट्यूबों

  1. बस समानांतर helices (एच) और पेचदार बदल जाता है (टी) की संख्या की संख्या बदलकर विभिन्न आकार की आयतों (चित्रा 10) का निर्माण।
  2. एक विशेष आकार आयत के लिए चरण 3 का पालन करें।
  3. एक विशेष आकार ट्यूब के लिए कदम 6 का पालन करें।

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Representative Results

SSTS (चित्रा 1) के विधानसभा स्वयं चित्रा 2 में सचित्र के रूप में अलग SSTS के लिए डीएनए दृश्यों streptavidin लेबलिंग सक्षम करने के लिए अनुकूलित / संशोधित किया जा सकता है।, 28T आयत × एक 24 उपज (चित्रा 3 और 4) एक के, परिवर्तन होगा एक ट्यूब में आयत (चित्रा 5), ट्यूब और अलग आकार की आयतों (चित्रा 10) के रूप में करने के लिए SSTS का प्रोग्राम आत्म विधानसभा, और आणविक कैनवास (8 चित्रा) का उपयोग कर 2 डी मनमाना आकृतियों का निर्माण। समाधान मनमाने ढंग से आकार (चित्रा 7) के उजागर डोमेन के साथ एकत्रीकरण के रूप में दो डिजाइन (डोमेन प्रतिस्थापन डिजाइन और बढ़त रक्षक डिजाइन) परीक्षण किया गया। दोनों डिजाइन तुलनीय जेल उपज और संरचनात्मक अखंडता है, लेकिन यह कम सहायक प्रजातियों (चित्रा 6) की आवश्यकता है के बाद से बढ़त रक्षक डिजाइन और अधिक लागत प्रभावी है।मानव त्रुटि को कम करने और समय बचाने के लिए आंकड़े 9 में दिखाया गया है स्ट्रैंड उठा और मिश्रण, स्वचालित किया जा सकता है।

चित्र 1
एकल असहाय टाइलें प्रयोग आण्विक आकार की आकृति 1. आत्म विधानसभा। (ए) 12 से अनुकूलित विहित एसएसटी आकृति, (बी) वाम और मध्यम:। इकट्ठे SSTS के दो चित्रण। इनर SSTS 42 ठिकानों में से एक पूरी लंबाई की है और सीमा SSTS 21 कुर्सियां ​​है और 'एल' चिह्नित कर रहे हैं, जबकि 'यू' लेबल रहे हैं। बाएं चित्र में, रंग अलग डोमेन भेद। मध्य आरेख में, रंग अलग किस्में भेद। अधिकार: एसएसटी संरचनाओं की ईंट की दीवार को देखने का एक योजनाबद्ध। मोटी ईंटों पूर्ण SSTS हैं और पतली ईंटों सीमा SSTS हैं। गोल किनारों कोई पूरक बाँधना संकेत मिलता है। मध्य आंकड़ा के रूप में, रंग अलग-अलग टाइल्स भेद। सभी diag मेंमेढ़े, प्रत्येक टाइल एक अनूठा दृश्य है। (सी) एक अलग वांछित आकार के गठन में चित्रा बी परिणामों में आयत डिजाइन बनाने एसएसटी संग्रह से किस्में का एक उपयुक्त चयन रोक के इस तरह के एक त्रिकोण (बाएं) या एक आयताकार अंगूठी के रूप में (दाएं)। (डी) के एक पूर्व निर्धारित चौड़ाई और लंबाई के साथ एक ट्यूब की डिजाइन। (ई) एसएसटी दृश्यों (ऊपर), मनमाने ढंग से आकार (नीचे) के एक पूर्व संश्लेषित पूल दिया किस्में के एक सबसेट का चयन करके बनाया जा सकता है कतरा मिश्रण (गहरे नीले पिक्सल) और बाकी (हल्के नीले पिक्सल) को नष्ट करने में उपयोग करें। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
डिजाइन और 28T आयत × 24 घंटों का AFM छवि। (ए) 28T आयत × 24 घंटों का योजनाबद्ध ड्राइंग। एक तेजी से बढ़ी दृश्य भी विस्तृत स्थानीय संरचना के लिए दिखाया गया है। 11 NT - 11 - NT - 10 NT (जैसे, a2.13-b2.13-a1.13 * -b1.12 *) NT या 11 - 10 nt- 10 NT - 11 व्यक्ति एसएसटी खंड व्यवस्था या तो 10 NT है NT (जैसे, a3.12-b3.12-a2.13 * -b2.12 *)। आयत के बाएं हाथ की ओर त्रिकोण एक 10nt-11nt-11nt-10nt एसएसटी व्यवस्था के साथ पंक्तियों से संकेत मिलता है; 10 NT -10 nt- 11 NT के बजाय (NT न्यूक्लियोटाइड के लिए एक परिचित करा रहा है) - अन्य आंतरिक SSTS 11 NT है। 28T एसएसटी आयत × 24 एक डीएनए origami संरचना के समान आयाम है के बाद से, कसौटी डीएनए origami काम में शुरू की है और एक एसएसटी यह व्यास में अधिक से अधिक से अधिक 15 एनएम था उम्मीद की रूपरेखा में कोई दोष है अगर "अच्छी तरह से बनाई" आयत पर विचार अपनाया। इसके अतिरिक्त, एक "अच्छी तरह से बनाई" आयत संरचना हाव्यास में इसके इंटीरियर में कोई छेद से बड़ा 10 एनएम आवश्यक था। उपरोक्त मानदंडों के बाद, 55% (एन = 163) के एक "अच्छी तरह से गठन" अनुपात प्राप्त हुई थी। एक लाल तारे (*) यहाँ आयत के निचले बाएं कोने इंगित करता है। (बी) 2% देशी agarose जेल वैद्युतकणसंचलन। यू, unpurified; पी, जाली संरचना (सी) AFM छवि (लेन यू से जेल निष्कर्षण द्वारा) शुद्ध। (स्कैनिंग का आकार: 2 माइक्रोन × 2 माइक्रोन)। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
28T आयत × 24 घंटों का चित्रा 3. सीमा लेबलिंग। (ए) के विशिष्ट द्वि के योजनाबद्ध ड्राइंग28T आयत × 24 otin लेबल। नीले रंग में प्रकाश डाला किस्में संभाल किस्में हैं। किस्में 3 'बायोटिन (काले डॉट्स) के साथ लेबल विरोधी संभाल किस्में हैं लाल रंग में प्रकाश डाला। Streptavidin एक नारंगी गेंद के रूप में दर्शाया गया है (बी) AFM छवि streptavidin (स्कैनिंग का आकार: 1 माइक्रोन × 1 माइक्रोन) जोड़ने से पहले। Streptavidin जोड़ने के बाद (सी) AFM छवि। (स्कैनिंग का आकार: 1 माइक्रोन × 1 माइक्रोन)। इनसेट सफल लेबलिंग दिखा एक तेजी से बढ़ी में देखें। कि streptavidin के कारण उनके उठाया ऊंचाइयों को सफेद डॉट्स या धारीदार के रूप में दिखाई दें। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4 में28T आयत × 24 घंटों का तेहरा लेबलिंग। (ए) 28T आयत × विशिष्ट बायोटिन लेबल वाले 24 घंटों का योजनाबद्ध ड्राइंग। नीले रंग में प्रकाश डाला किस्में संभाल किस्में हैं। किस्में 3 'बायोटिन (काले डॉट्स) के साथ लेबल विरोधी संभाल किस्में हैं लाल रंग में प्रकाश डाला। Streptavidin एक नारंगी गेंद के रूप में दर्शाया गया है (बी) AFM छवि streptavidin (स्कैनिंग का आकार: 1 माइक्रोन × 1 माइक्रोन) जोड़ने से पहले। Streptavidin जोड़ने के बाद (सी) AFM छवि। (स्कैनिंग का आकार: 1 माइक्रोन × 1 माइक्रोन)। इनसेट सफल लेबलिंग दिखा एक तेजी से बढ़ी में देखें। कि streptavidin उठाया ऊंचाइयों की वजह से सफेद डॉट्स या धारियों के रूप में या तो दिखाई दिया ध्यान दें। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

"हमेशा" =>-पृष्ठ के भीतर चित्रा 5
चित्रा 5. डिजाइन और 28T ट्यूब × 24 घंटों का मंदिर छवि। (ए) 28T बैरल × 24 घंटों का योजनाबद्ध ड्राइंग। दो शीर्ष पर तेजी से बढ़ी-इन विचारों और नीचे शो विस्तृत खंड पहचान। ध्यान दें कि खंडों a24.x * (जैसे, a24.13 *) और b24.x * (जैसे, b24.12 *) a24.x खंडों के पूरक हैं शीर्ष पंक्ति के (जैसे, a24.13) और b24.x (जैसे, b24.12) नीचे पंक्ति की; ऐसे पूरकता ट्यूबलर संरचना के गठन में परिणाम की उम्मीद है। (बी) 2% देशी agarose जेल वैद्युतकणसंचलन। यू, unpurified; (लेन यू से जेल निष्कर्षण द्वारा) शुद्ध पी, (सी) प्रति बैरल संरचना के मंदिर छवि (पैमाने पर पट्टी: 100 एनएम)।। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है।ighres.jpg "लक्ष्य =" _blank "> इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6 उजागर स्टिकी डोमेन की वजह से रोकें एकत्रीकरण के लिए दो डिजाइन। (ए) के दो तरीकों में से एक पक्ष द्वारा साइड प्रदर्शन उजागर डोमेन के कवर करने के लिए। अयुगल चिपचिपा डोमेन (डोमेन 4) एक लाल, धराशायी बॉक्स के साथ संकेत दिया है। डिजाइन 1 अयुगल डोमेन एक पाली टी डोमेन द्वारा प्रतिस्थापित है जिसमें डोमेन प्रतिस्थापन डिजाइन, (लाल रंग में दिखाया गया है और "टी" लेबल)। डिजाइन 2 एक छोर रक्षक कतरा साथ अयुगल डोमेन को कवर शामिल है जो बढ़त रक्षक डिजाइन, (लाल रंग में दिखाया गया है और "टी-4 *" लेबल)। बढ़त रक्षक कतरा उजागर डोमेन के लिए एक पाली टी अनुभाग और एक पूरक से बना है। डोमेन प्रतिस्थापन (डिजाइन 1) के साथ जुड़े (बी) के विभिन्न संभव सीमा विन्यास।एक उजागर डोमेन या डोमेन छोड़ सकते हैं 14 अलग अलग तरीकों (नीले रंग में दिखाया गया है) एक आंतरिक एसएसटी कर रहे हैं। उपयुक्त कतरा प्रतिस्थापन प्रत्येक स्थिति के लिए लाल रंग में दिखाया गया है। (सी) बढ़त रक्षक डिजाइन (डिजाइन) 2। (नीला) के एक आंतरिक एसएसटी इस डिजाइन का उपयोग कर सामने आ गए डोमेन कवर करने के लिए केवल चार बढ़त रक्षक किस्में (लाल) की आवश्यकता है। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
एसएसटी त्रिकोण के लिए 7. दो डिजाइन चित्रा। (ए) और (बी) में क्रमश: 8 चित्रा में डिजाइन 1 (डोमेन प्रतिस्थापन) और डिजाइन 2 (धार रक्षक) के आधार पर schematics को दर्शाती है। एक पाली टी क्षेत्र (चित्रा में T10 या T11) के रूप में दिखाया गया हैब्लॉक आरेख में एक गोल कोने। इनसेट धराशायी बॉक्स के साथ संकेत दिया संरचना के एक बढ़ाया देखने से पता चलता है। स्केल सलाखों, 100 एनएम। (सी) और (डी) AFM छवियों हैं। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है।

आंकड़ा 8
100 अलग अलग आकार के 8. चित्र और AFM छवियों चित्रा। संरचना डिजाइन शीर्ष पैनल में प्रदर्शित कर रहे हैं। गहरे नीले रंग किस्में शामिल इंगित करता है जबकि हल्का नीला रंग के मिश्रण से बाहर छोड़ दिया कैनवास किस्में इंगित करता है। स्पष्टता के लिए, बढ़त रक्षक किस्में छोड़े गए हैं। प्रत्येक संरचना की एक इसी AFM छवि इसकी डिजाइन नीचे दिखाया गया है। प्रत्येक छवि क्षेत्र में 150 एनएम × एनएम 150 है। 100 अद्वितीय आकार के होते हैं। 10 अरबी अंकों, लैटिन वर्णमाला के 26 बड़े अक्षरों, 23 विराम चिह्न और keyboa शामिल हैंआरडी प्रतीकों, 10 इमोटिकॉन्स, 9 ज्योतिषीय प्रतीकों, 6 चीनी अक्षरों, और कई विविध प्रतीकों। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

9 चित्रा
चित्रा 9. रोबोट स्वचालन प्रवाह आरेख। इस चित्र मिश्रण की प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए इस्तेमाल किया कार्यप्रवाह दर्शाया गया है। सबसे पहले, एक कस्टम MATLAB कार्यक्रम वांछित आकार डिजाइन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। एक बार फिर, गहरे नीले रंग की आयतों किस्में मिश्रण में शामिल किए जाने का संकेत मिलता है। डिजाइन के बाद, पूरा कार्यक्रम रोबोट तरल हैंडलर के लिए pipetting के निर्देशों का एक सेट outputs। रोबोट एक बेनी में एक विशेष आकार के लिए उपयुक्त किस्में के सही सांद्रता pipettesअच्छी तरह से ई। मिश्रण तो परिणामी आकार की AFM इमेजिंग द्वारा पीछा एक बर्तन में annealing, आए। (यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

10 चित्रा
अलग तराजू के उस पार आयतों और ट्यूबों के 10 चित्रा आत्म विधानसभा। (ए) (बाएं से दाएं) बनाया निम्नलिखित आयामों के साथ एसएसटी आयतों की AFM छवियों:। 4H × 4T, 6H × 7T, 10T × 10h, 14T × 12H, 20T × 18h, 28T × 24, और 34T × 36H ( बी) संरचनाओं के आणविक भार लघुगणक पैमाने पर कर रहे हैं। तारांकन एक संदर्भ के रूप में एक ठेठ M13 के डीएनए origami संरचना का वजन इंगित करता है। (सी) मंदिर छवियों177T × 8h × 28T, 8h 55T ×, 8h 84T ×, 24 28T ×, और 12H: एसएसटी (बाएं से दाएं) के बाद तैयार की आयामों के साथ ट्यूब की। सभी स्केल सलाखों 100 एनएम दिखा। यह आंकड़ा एक पहले प्रकाशित आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

संरचना के गठन चरण में, यह स्वयं को इकट्ठा डीएनए nanostructures के लिए डीएनए किनारा मिश्रण में (उदाहरण के लिए।, 15 मिमी) मैग्नीशियम फैटायनों का एक उपयुक्त एकाग्रता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। इसी तरह, agarose जेल लक्षण वर्णन / शुद्धि चरण में, यह एक उपयुक्त मैग्नीशियम केशन एकाग्रता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है (उदाहरण के लिए।, 10 मिमी) जेल और वैद्युतकणसंचलन के दौरान डीएनए nanostructures बनाए रखने के लिए जेल चल रहा है बफर में। 28T आयत संरचना × 24 के लिए, हम विभिन्न मिलीग्राम ++ सांद्रता में annealing के परीक्षण किया है और संरचना आम तौर पर 10 की रेंज में गठन में पाया गया कि - (करीब 20 मिमी मिलीग्राम ++ के साथ सबसे अच्छा गठन उपज के साथ) 30 मिमी मिलीग्राम ++।

Scaffolded ओरिगेमी संरचना के विपरीत, एसएसटी संरचना एक मॉड्यूलर वास्तुकला है। अलग अलग आकार एसएसटी टाइल्स की उचित सबसेट का चयन करके एक ही कैनवास से बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, एसएसटी संरचना है fro इकट्ठा किया हैकेवल छोटे सिंथेटिक डीएनए किस्में हूँ और origami के दृष्टिकोण में इस्तेमाल किया जाता है कि एक लंबे समय के पाड़ को शामिल नहीं करता। इसलिए, एसएसटी संरचना के आकार उपलब्ध पाड़ की लंबाई से सीमित नहीं है। डीएनए origami दृष्टिकोण अक्सर मुड़ा संरचनाओं या सामने आया मोनोमर्स या तो उत्पादन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है हालांकि, जबकि, एसएसटी आंशिक रूप से गठन संरचनाओं में हो सकता है और इस तरह बाद के उपयोग के लिए जेल शुद्धि की आवश्यकता हो सकती है। साथ ही, की वजह से एक पाड़ कतरा की कमी के कारण, एक एसएसटी संरचना अपने डीएनए origami समकक्ष से अधिक "भंगुर" हो सकता है। एसएसटी दृष्टिकोण और डीएनए origami दृष्टिकोण दोनों में तेजी से विकसित हो रहे हैं, और एक उपयोगकर्ता सबसे अच्छा अपने या अपने विशेष कार्यात्मक आवश्यकताओं सूट एक दृष्टिकोण है कि चयन करने के लिए सलाह दी है।

यह एसएसटी दृष्टिकोण द्वारा प्रदर्शन के रूप में केवल स्थानीय बंधन बातचीत द्वारा मध्यस्थता छोटे monomers के सैकड़ों, एक निर्धारित वैश्विक आकार में स्वयं को इकट्ठा कर सकते हैं कि हड़ताली है। एसएसटी दृष्टिकोण थानेदार में दिखाया मौलिक सिद्धांतोंडीएनए किस्में पास सामग्री, और इस आलेख में वर्णित मूल विधि के लिए generalizable हो uld, उपयुक्त संशोधन के बाद, विविध सामग्री से आत्म इकट्ठे जटिल संरचनाओं के निर्माण के लिए सक्षम होना चाहिए।

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Acknowledgments

इस काम के नौसेना अनुसंधान युवा अन्वेषक कार्यक्रम पुरस्कार N000141110914, नौसेना अनुसंधान अनुदान N000141010827 के कार्यालय, NSF कैरियर अवार्ड CCF1054898, एनआईएच निदेशक नई अन्वेषक पुरस्कार 1DP2OD007292 के कार्यालय और (PY तक) Biologically प्रेरित होकर इंजीनियरिंग संकाय स्टार्टअप कोष के लिए एक Wyss संस्थान द्वारा वित्त पोषित किया गया था और सिंघुआ-पेकिंग (BW के लिए) लाइफ साइंसेज स्टार्टअप फंड के लिए केंद्र।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DNA Strands  Integrated DNA Technology Section 3.1
SYBR Safe DNA gel stain Invitrogen S33102 Section 3.4.2
Freeze'N Squeeze DNA Gel Extraction Spin Columns BIO-RAD 731-6166 Section 3.6
Bruker's Sharp Nitride Lever Probes Bruker AFM Probes SNL10 Section 4.3
Safe Imager 2.0 Blue Light Transilluminator Invitrogen G6600 Section 3.6
Centrifuge 5430R Eppendorf 5428 000.414 Section 3.6
Transmission Electron Microscope  Jeol Jem 1400 Section 7.4
Multimode 8 Veeco Section 4
Typhoon FLA 9000 Laser Scanner GE Heathcare Life Sciences 28-9558-08 Section 3.5
Ultrapure Distilled water Invitrogen 10977-023 Section 3.7.1
Mica disk SPI Supplies 12001-26-2 Section 4.1
Steel mounting disk Ted Pella, Inc. 16218 Section 4.1
carbon coated copper grid for TEM Electron Microscopy Sciences FCF400-Cu Section 7.2
tweezers Dumont 0203-N5AC-PO Section 7.31
glow discharge system Quorum Technologies K100X Section 7.2
DNA Engine Tetrad 2 Peltier Thermal Cycler BIO-RAD PTC–0240G Section 3.3
Owl Easycast B2 Mini Gel Electrophoresis Systems ThermoScientific B2 Section 3.4.3
Seekam LE Agarose 500G Lonza 50004 Section 3.4.1
GeneRuler 1kb Plus DNA Ladder, Ready-To-Use 75-20000bp ThermoScientific SM1333 Section 3.4.4
Nanodrop 2000c UV-vis Spectrophotometer ThermoScientific Section 3.7
0.2 um filter Corning Inc. 431219 Section 7.1.2

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References

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एकल असहाय डीएनए टाइलें से जटिल दो आयामी आकार की आत्म विधानसभा
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Wei, B., Vhudzijena, M. K., Robaszewski, J., Yin, P. Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles. J. Vis. Exp. (99), e52486, doi:10.3791/52486 (2015).

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