Yöntem makalesi

DNA nanotüpler Semiflexible polimerler eğitim için çok yönlü bir araç olarak

6.7K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/56056

⸱

25 Ekim 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, 2Institute of Experimental Physics I, Universität Leipzig

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Semiflexible polimerler canlı sistemler tarafından yaygın olarak uygulanan benzersiz mekanik özellikler görüntüler. Ancak, polimer sertlik gibi özellikleri erişilemez olduğundan biyopolimer sistematik çalışmalar sınırlıdır. Bu müsvedde filaman sertlik etkisi üzerinde deneysel çalışmalar etkinleştirme programlanabilir DNA nanotüpler tarafından bu sınırlama nasıl hile açıklar.

Özet

Mekanik özellikleri maddenin karmaşık, polimer esaslı yumuşak hücreleri veya biyopolimer ağlar, gibi ben de klasik çerçevede esnek polimerlerin ne de katı çubuklar anlaşılabilir. Temel filamentler hangi sebat uzunluğu (lp) sayısal, onların sigara ufuk omurga sertlik nedeniyle, uzanmış kalır ama onlar da güçlü termal dalgalanmalara tabidir. Onların sonlu bükme sertlik büyük kafes boyutları sağlarken, düşük hacimli kesirler istikrarlı iskele oluşumunu sağlayan toplu ağlarını, benzersiz, önemsiz olmayan toplu mekaniği yol açar. Bu temel prensip yüksek moleküler içeriği ve böylece diffusive kolaylaştırmak veya aktif taşıma en aza indirme (Örneğin, hücreleri veya doku), doğada yaygındır. Onların biyolojik etkileri ve Biyouyumlu hydrogels potansiyel teknolojik uygulamalar nedeniyle, semiflexible polimerler tabi önemli çalışma olmuştur. Ancak, ondan beri onlar gibi serbestçe ayarlanabilir değildir aktin filamentleri doğal polimerler dayanıyordu anlaşılır araştırmalar zorlu kaldı. Bu sınırlamalar rağmen ve sentetik, mekanik olarak ayarlanabilir ve semiflexible polimerler eksikliği nedeniyle aktin filamentleri ortak modeli sistem olarak kurulmuştur. Merkezi miktar lp serbestçe makroskopik toplu yapıları üzerindeki etkisini incelemek için ayarlı değil bir büyük kısıtlamadır. Bu sınırlama ile kontrollü filaman sertlik İLETİMLERİNİZE etkinleştirme yapısal olarak programlanabilir DNA nanotüpler istihdam ederek giderilmiştir. Onlar nerede kısmen tamamlayıcı iplikçikleri ayrı bir dizi melezlemek ayrı bir çevresi ile bir yüzük yapıda kiremit tabanlı tasarımlar meydana gelir. Bu halkalar yapışkan biter, etkili polimerizasyon filamentler içine birkaç mikron uzunluğunda, etkinleştirme özelliği ve benzer polimerizasyon Kinetik doğal biyopolimer görüntüler. Onların programlanabilir mekaniği nedeniyle bu tüpler lp tek molekül yanı sıra toplu ölçek etkisini incelemek için çok yönlü, yeni araçlardır. Aktin filamentleri, aksine onlar olmadan önemli dejenerasyon, hafta boyunca istikrarlı kalır ve kullandıklarında daha nispeten kolaydır.

Giriş

Kendi benzersiz mekanik özellikleri tarafından etkin karmaşık davranışları nedeniyle semiflexible polimerler yaşam maddenin temel yapı taşları vardır. Esnek polimerler aksine semiflexible polimerler hala güçlü termal dalgalanmaları1tabi kalarak uzanmış bir yapılandırma onların sigara ufuk omurga sertlik nedeniyle evlat. Böylece, tamamen Stokastik Modeller ile tam esnek veya rijit polimerler gibi aşırı davranışları için uygulanamaz. Sözde solucan benzeri zinciri modeli2,3,4 lp, üzerinden bu sertlik çürümesine sabit boyunca filaman4tanjant-teğet korelasyon olduğu ölçmek için geliştirilmiştir. Lp filaman kontur uzunluğu (lc) karşılaştırılabilir ise, polimer semiflexible1kabul edilir. Benzer bir çadır direkleri, kendi düzenlemeleri ağlar veya demetleri tüm toplu sistem düşük hacimli kesirler, sıradışı visko elastik özellikleri5,6,7' yelider, stabilize, 8,9. Bu yapıların yüksek elasticities geniş boyutları10hala diffusive kolaylaştırılması ve aktif taşıma işlemleri sırasında mekanik bütünlüğünü korumak, kafes sağlamak. Bu özellik özellikle sitoiskeleti veya hücre dışı matriks gibi biyolojik sistemleri için uygundur, ancak Gıda Mühendisliği1,11,12' de yaygın olarak kullanılır.

Bunların önemini yaşayan konuya gidiyor, kapsamlı bir şekilde biomimetic malzeme veya roman hydrogels geliştirmek için araçlar için bu yapıların fiziksel özelliklerini incelemek önemlidir. Semiflexible polimerler açısından bu lp ve açıklayıcı bir Kuramsal çerçeve geliştirilmesi gibi tek-filament özelliklerinden kaynaklanan ağlarının toplu özelliklerini sistematik olarak belirlenmesi anlamına gelir. Öncü çalışmalar, hücresel biyopolimer aktin semiflexible polimerler için bir model sistem olarak kurulmuş ve hala yaygın olarak altın standart5,13,14,15 olarak kabul edilir , 16 , 17. bu proteinin doğal özelliklerine bağlıdır beri Ancak, ayrıntılı çalışmalar bu sistemi ile sınırlıdır. Çeşitli teorik yaklaşımlar tek-filament düzeyinde olmayan önemsiz mekanik davranışları açıklamasını binasında nişan ve özellikle farklı ölçekleme öngörüleri doğrusal elastik Yaylası kesme modülü, G için bağımlılığı için yol açmıştır 0 (Yani, ağ "esneklik"), konsantrasyon (c) ve lp6,7,13,14, 15,18,19,20,21,22,23. Konsantrasyon ölçekleme aktin esaslı ile deneyler veya diğer model sistemleri kolayca erişilebilir olmakla ve teorik Öngörüler titizlikle olmuştur iken13,16,24, doğrulanmadı 25, lp ile ilgili olarak ölçekleme deneysel olarak erişilemeyen kalmıştır. Ayrıca semiflexible polimerler belirleyici miktarıdır bağımsız bir değişken olduğu için lp bu, ancak, büyük bir sınırlama var.

Bu Merkez, doğal sınırlama aktin sabit lp veya diğer biyolojik kaynaklı polimerler kollajen gibi son zamanlarda mekanik özelliklerini tunable kiremit tabanlı DNA tüpler, istihdam ederek çözümlenmiş 9 , 26 , 27 , 28. mimarileri hafif değişimler (örn., farklı sayıda kurucu DNA iplikçikleri birim halka içinde) tüplerin verim lpFloresans mikroskobu ile değerlendirilebilir, için farklı değerler olarak bir dalgalanan tüp analiz veya birkaç yapıştırılır tüpler eğri yapılandırmaları değerlendirilmesi,9,28daha önce açıklanan. Bu analizler lp değerleri farklı tüp nüfusun birden fazla büyüklük üzerinde değişiklik ve farklı değerlendirme teknikleri tutarlı sonuçlar9,28verim saptandı.

Doğal olarak, konsantrasyon ve lp doğrusal elastik Yaylası kesme modül G0 genel ölçeklendirme tüm önceki teorik yaklaşımlar ile tutarsız olarak bildirilmiştir özellikle bir çok gösteren 9, lptahmin edilen bağımlı daha güçlü. Bu bulgular semiflexible polimerler Merkezi özelliklerini incelemek için yeni bir modeli sistem değerini vurgulamak. Nistihdam-sarmal DNA tüpler önemli ölçüde bu soruşturmalar kapsamını genişletiyor. Sadece lp temel malzeme değiştirmeden serbestçe değiştirilebilir, ancak DNA'ın doğasında programlanabilir doğa Glossar veya Kinetik anahtarlama işlemleri gibi ek öğeleri sistematik incelenmesi etkinleştirebilirsiniz. Ayrıca, bu tüpler suda çözünür ve yeterli pH ve algılanabilir bozulması9olmadan birkaç hafta iyonik koşullarında çoğu proteinler aksine, istikrarlı.

Bu tüpler birleştirmek için kullanılan DNA oligonucleotides ayrı bir kümesi, her biri iki komşu iplikçik için tamamlayıcı temel sıraları paylaşan iki etki alanı içeren (belirli dizileri nedeniyle, bir tek tel saç pins gibi yapıların oluşamıyor). Tamamlayıcı dizileri birbirine bağlı n çift sarmallı kesimleri kapalı, yarı üst üste halkaları oluşturan bir döngüsel şekilde melezlemek (şekil 1A ve B). Bu yüzük form Kesikli çapı (şekil 1 c) ve yarı üst üste yapılandırmalarını Aksiyel yapışkan uçlar başka bir yüzük yapışkan sonuna kadar tamamlayıcı gösterir. Oligonucleotides eşleşen bu seçmeli ek Yüzüklerin ipliksi DNA sarmalı tüpler boyutu n (nHT) etkili polimerizasyon için önde gelen bir istifleme tetikler. Kontur onların uzunlukları genellikle birkaç mikron uzunluğunda ölçmek ve onların uzunluğu dağıtım aktin filamentleri9,26,27,28karşılaştırılabilir. Onlar gerçekten de polimerizasyon Kinetik bu aktin filamentleri ve mikrotübüller benzer sergilemek için benzer DNA nanotüpler gösterilmiştirp sınıf "xref" = > 29. Sayı n temel halka yapısı kadar yapma bireysel DNA iplikçiklerinin bağlı olarak, nHT mimari, hem de circumference ve diameter, controllably değiştirilebilir. Yüzük/tüpler çevresi artırır daha fazla DNA dizilerini kullanarak ve daha yüksek rijidite için karşılık gelen yüksek lp değerleri (şekil 1 c), mekanik özelliklerine karşılık gelen mimari değişikliği kaydırır. Mezoskopik ölçekte daha yüksek sertlik nedeniyle daha az bükülmüş biçimler bu büyük lp değerleri çevirmek (şekil 1 d ve E).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. n HTs hazırlanması

Not: Burada, n farklı tek DNA iplikçiklerin helix tüpler belirli bir boyuttaki oluşumunda yer gösterir. N = 8, sekiz farklı tek DNA dizilerini bir birim yüzüğü olun.

  1. Satın alma DNA dizileri (HPLC saflık sınıf veya daha yüksek) uygun bir DNA sentezi üzerinden hizmet veya yüksek kaliteli sentez ve arıtma (Tablo 1 ' de verilen örnek dizileri) gerçekleştirmek.
  2. Liyofilize resuspend oligonucleotides arıtılmış su ve takip daha fazla resuspension adımları şirketten ilgili kılavuzda verilen. 200 µM son bir konsantrasyon elde etmek için su miktarını ayarlamak.
  3. Belirleme konsantrasyonları tek DNA iplikçikleri dağıtıcısı tarafından verilen değerleri doğrulamak için (Örneğin, UV-Vis spektroskopisi 260 ile nm) tam stoichiometry derleme işlemi için çok önemli olduğu için. Belirli molar ağırlık ve her tek iplikçikli DNA Oligonükleotid tükenme katsayısı dikkate alarak oligonucleotides, konsantrasyonu hesaplayın.
    Not: Extinction katsayısı değerleri doğal olarak farklı ard arda geliş için değişir ve ticari olarak satın alınan DNA belgelerinde belirtilen. Onlar da serbestçe kullanılabilir çevrimiçi araçlar bir dizi kullanarak en yakın komşu modeline göre hesaplanır. Spektrometre doğrusal aralığı ile uyum sağlamak için konsantrasyon belirlenmesi için kullanılan örnek sulandrarak göz önünde bulundurun.
  4. Bir micropipette kullanarak bir kapsayıcı istenen n HTs oluşturmak thermocycler için (Örneğin, bir 200 µL PCR tüp) uygun DNA iplikçikleri-aynı anda toplama-in her mix (son arabellek koşulları: 1xTE (10 mM Tris ve 1 mM EDTA, pH 8) ve 12,5 mM MgCl 2).
    Not: Son DNA n HT örnekleri n oluşur - 1 iplikçikleri, U 1 − U n − 1 ve bir T n strand. Konsantrasyon strand başına kullanıcı gereksinimlerine bağlı olarak alt-micromolar için 10'dan fazla µM farklı (Örneğin, < strand tek filamentler gözlemlemek sonraki seyreltme için veya daha yüksek konsantrasyonlarda incelenmesi için başına 1 µm yoğun ağ mekanik).
  5. N HTs bir thermocycler (bir sonraki hızlı damla ila 65 ° C ile 90 ° C'de 10 dakika denatürasyon; yavaş sıcaklık 65 ° C -0,5 K 20 sıcaklık adımlarla 30 dk için tamamlayıcı baz eşleşmesi ile 55 ° C için azaltın melezlemek Her; ve bir hızlı bırak 55 ° c ila 20 ° C); şekil 2A bkz.
    Not: Yavaş azalma adımları 65 ° c ortalama üretim boyu artırmak için uzamış; Ancak, sonraki hızlı açılan 20 ° c polimerli tüpler toplama önlemek çok önemlidir.
  6. İçin 3 hafta tespit düşüşü olmaksızın 4 ° C'de melezleşmiştir n HTs depolamak.
    Not: floresan için n HTs etiketli mikroskobu, melezleşmiştir U1 ile değiştirilmiş U1-Cy3 (Tablo 1) (kısmen) yerine kullanarak. Uzun gözlem süreleri için kurulan anti-beyazlatma ajanlar eklenmesi tavsiye edilir.
  7. Dikkatle seyreltik örnek istenen son konsantrasyonu (Örneğin, 4 µM ağlar veya 20 nM tek-filament gözlemler için) örnek arabellek kullanarak. Olası hata kaynaklarını en aza indirmek için istenen son toplama örnekleri montajı.

2. Reolojisi kesme

  1. Seç uygun bir geometri (tabak tabak ya da koni-plaka) dinamik kesme rheometer için. Küçük birimler (Yani, 200 µL aşağıda), kullanmak için koni-plaka geometri.
  2. Örnek dinamik kesme rheometer üzerinde yük.
  3. Hava-su arabirimi örnek ve potansiyel buharlaşma etkileri önlemek için aşağıdaki adımları kullanarak çevre passivate.
    1. Örnek örnek arabellek Bath 2.5 mL ile surround.
    2. Yüzey aktif hemen altında micelle konsantrasyon ekleyin.
    3. Örnek hava ile doğrudan temas önlemek için bir lipid ile örnek için Hamilton şırınga kullanılır.
  4. Islak sünger ile donatılmış bir kap ile örnek odası mühür ve mümkünse, daha fazla (örnek) temas değil bir ek su banyosu ile buharlaşma bastırmak.
  5. Oda sıcaklığında rheometer özel yazılım kullanarak ölçüm Başlat; (fizyolojik şartlarda gerekiyorsa) alternatif olarak, ölçüm 37 ° C gibi farklı sıcaklıklarda gerçekleştirmek.
    Not: Isıtma için geliştirilmiş buharlaşma açar iken örnek soğutma kez su buharı yoğunlaşma tarafından çevredeki havadan eşlik ediyor. Tüm ölçümler bir dizi sabit bir sıcaklıkta gerçekleştirilmesi gereken her iki etkileri kontrol edilemez bir şekilde örnek konsantrasyonu değiştirebilirsiniz.
  6. Oda sıcaklığında 2 h için equilibrate örnek sağlar. Zaman evrim zaman süpürme ile takip edilebilir (bir veri noktası dakikada; γ zorlanma %5; = frekans f 1 Hz =).
  7. İstenen test protokolleri ile mekanik özelliklerini ölçmek. Başlatma sıklığı piyango bir dizi (f-piyango) çünkü onlar örnek olduğu gibi bırakmak ve daha fazla ölçülerini izin.
    Not: Ayrıca, kısa f-piyango taşınan dışarı önce ve sonra uzun ölçümleri (uzun f gibi-piyango ile daha yüksek çözünürlük) örnek boyunca tam ölçüm protokolünün değişmemiştir doğrulamak için.
    1. Gerçekleştir kısa bir f-süpürme (Örneğin, γ = %5; f = 0.01 Hz ila 30 Hz; yılda 5 veri noktaları).
    2. Gerçekleştirmek uzun f-süpürme (Örneğin, γ = %5; f = 0,001 Hz ila 30 Hz; 21 veri noktaları yılda); düşük frekanslı rejim değil gerekli ölçüm süresini azaltmak atlanabilir.
    3. Kısa f gerçekleştirmek-süpürme.
    4. Bir γ-tarama gerçekleştirmek (Örneğin, f = 1 Hz; γ = %0.0125 %100 için; yılda 20 veri noktaları).
      Not: kısa f kullanın - ilk olarak, genellikle önceki f ile tutarsız olduğu gibi süpürme - ağlar genellikle rüptürü γ-tarama sırasında veya plakalar bağlantısını kesin çünkü süpürür. Alternatif olarak, γ-rampa kullanın (Örneğin, 0.025 s -1, t = 60 = s); Ancak, rampaları gerektirir genellikle değişen motor modu, yani sonraki kısa f-piyango sahte.
  8. Bin ve/veya pürüzsüz bir Gauss çekirdek ile ham veri.

3. tavlama DNA Floresans destekli analiz,

  1. 8 hazırlamak aliquots 12 µL 1-4 µM kullanarak her örnek için DNA strand, TE arabellek x 12.5 mM MgCl 2 1 ve 1 x nükleik asit jel başına leke 10.000 x DMSO hisse senedi. Hiçbir DNA negatif bir denetimle olun ama nükleik asit jel leke içerir.
  2. Aliquots bir gerçek zamanlı PCR tabağa aktarın ve tutkal yapıştırıcı film ile (Örneğin, bir 96-iyi tepki plaka).
    Not: kullanılan protokolleri tavlama termal yüksek sıcaklıklarda örnekleri buharlaşır. Böylece, kuyuları sıkı su buharlaşma ve konsantrasyon artış, özellikle uzun süreli deneyler sırasında önlemek için yapıştırıcı film ile kapalı olduğundan emin olun.
  3. 100 x g gaz kabarcıkları kaldırmak için oda sıcaklığında 1 dk. için plaka santrifüj kapasitesi; gaz kabarcıkları genişletirseniz, kuyuları analiz olamaz.
  4. Kapalı plaka bir gerçek zamanlı kantitatif PCR sisteme yük.
  5. Bir tavlama programını çalıştırın. DNA için 10 dk. damla hızlı bir şekilde ile 72 ° c sıcaklık 90 ° C'de denatüre O zaman, sıcaklık yavaş yavaş 0.5 ° C tarafından her 30 dk azaltın. Sinyal çürüdü sonra sıcaklık rampa hızlandırmak.
    Not: 72 ° C yeterince gerçek hibridizasyon sıcaklığı olduğunu; Böylece, sinyal gerekli sıcaklık aralığı belirlemek için uygun bir geniş sıcaklık aralığında kaydedilir.
  6. Cycler kapak en az 100 ° buharlaştırılmış örnek yapıştırıcı film üzerinde yoğunlaşma önlemek için c ısıtır emin olun.
  7. Derleme sırasında örnekleri ile bir argon-iyon lazer 488, heyecanlandırmak nm ve 550, Floresans algılamak bir nükleik asit jel leke kullanırken nm (veya hayalice benzer). Diğer boyaları bir uygun uyarma/emisyon kombinasyonu seçmek. Floresans sinyal genel artırmak için mümkün olduğunca sık ölçmek dahili kamerayı kullanarak sinyal kalitesini.
    Not: Burada, her 9 ölçümleri alınmıştır s.
    8. Önceden ayarlanmış erime ve programları tavlama uygulandığında,
  8. verileri çözümlemek için sağlanan yazılım kullanır. Aksi takdirde, floresan sinyal göreceli değişiklik elde etmek her sıcaklık adımı için ortalama değeri önceki ortalama değerden çıkarma.

4. AFM Imaging

  1. Mika ayırmak (Örneğin, Mika " V1 ") ticari olarak mevcut yapışkan bant ekleme ve sökük uzakta; tarafından Mika en üst tabakası kaldırılmalıdır.
  2. Bir micropipette kullanarak önceden oluşturulmuş n HT için 10 dk. yerleşmek izin ve taze cleaved Mika üzerinde katlanır arabellek içeren Mg 2 + mevduat
  3. , Geri kalan sıvı kaldırmak için küçük masa santrifüj 2.000 x g aralıklarla kısa 3 sn içinde örnekleri spin. Birkaç n HTs hala Mika yüzeye eklenmelidir.
  4. Yüksek sertlik (Örneğin, 54 Nm -1) ile bir konsol ipucu kullanın ve iç AFM yazılım ile rezonans frekansı belirlemek.
  5. Kayıt modu zarar veya n sözkonusu yerinden önlemek için düşük tarama hesaplı (Örneğin, 1 satır/s) dokunarak havada AFM ile yükseklik profili

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

DNA nanotüpler (Şekil 2) bir sıcaklık rampa üzerinden Meclisi bu yapay semiflexible polimerler oluşturmak için çok güvenilir bir yöntemdir. Bu polimerler gibi aktin filamentleri, doğal olarak meydana gelen karşılıkları için benzer özelliklere sahip ama mekanik özelliklerini controllably olabilir bu yana çok daha geniş bir deneysel çerçeve9,27 değişmiş sağlamak . Biyopolimer gibi onlar ağları (

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Uygun şekilde oluşturulmuş ağlar elde etmek için DNA nanotüpler montaj önemli bir adımdır. Sentez işlemi sırasında hatalar tüp kalite olumsuz; Bu nedenle, HPLC veya daha sıkı bir süreç oligonucleotides arındırmak için kullanılması önerilir. N kurucu oligonucleotides kümesi içinde ekimolar stoichiometry üzerine toplanan DNA nanotüpler yanı sıra kendi uzunluğu dağıtım yerine ayrık oluşumu bağlı olduğundan, konsantrasyonları remeasure gereklidir satın alınan ipliklerini beri değerleri göz önüne alındığında önemli ö...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Biz finansman DFG (1116/17-1) ve Leipzig doğal bilimler "BuildMoNa" (GSC 185) tarafından kabul. Bu eser Fraunhofer çekin projeye 601 683 desteklemiştir. T. H. Avrupa Sosyal Fonu (ESF-100077106) finansman kabul eder.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
AFM konsol ACTAAppNano
AFM - NanoWizard 3JPK Instruments CCD
kameraAndoriXon DV887
DMSOSigma-AldrichD2650
DNA oligonükleotidleriBiomers.netDiziler için Tablo 1'e bakınız
Dizi için bakınız Tablo 1
EDTASigma-AldrichE-9884
Epi-floresan mikro-skopLeicaDM-IRB
MgCl2Sigma-AldrichM-8266
Mika "V1", 12 mm yuvarlakPlano GmbH50-12
MicroAmp® Hızlı Optik 96 Kuyulu Reaksiyon PlakasıThermo Fisher Scientific Inc.
MicroAmp® Optik Yapışkan FilmThermo Fisher Scientific Inc.
NanoDrop 1000 SpektrofotometreThermo Fisher Scientific Inc.
100x objektifLeica5506168
Arıtılmış suMerk Millipore - Milli-Q & Elix
Sapphire PCR tüpleriGreiner Bio-One683271
Mesleki Standart PCR ThermocyclerCore Life Sciences Inc.070- Standart
7900HT Hızlı Gerçek Zamanlı PCR SistemiUygulanan Biyosistemler4351405
ReometreTA Instruments ARES
SYBR® Yeşil I nükleik asit jel lekesiThermo Fisher Scientific Inc.S7567
TrisSigma-AldrichT4661
Triton X-100Sigma-Aldrich Co.X-100Hava-su arayüzünde numunenin buharlaşmasını bastırır
DNA Cy3 etiketli oligonükleotidler Biomers.net 43469074306311

Kaynaklar

  1. Huber, F., et al. Emergent complexity of the cytoskeleton: from single filaments to tissue. Adv Phys. 62 (1), 1-112 (2013).
  2. Kratky, O., Porod, G. Röntgenuntersuchung gelöster Fadenmoleküle. Recl Trav Chim Pays-Bas. 68 (12), 1106-1122 (1949).
  3. Saitô, N., Takahashi, K., Yunoki, Y. The Statistical Mechanical Theory of Stiff Chains. J Phys Soc Jpn. 22 (1), 219-226 (1967).
  4. Doi, M., Edwards, S. F. The Theory of Polymer Dynamics. , Oxford University Press. Oxford, UK. (1986).
  5. Mueller, O., Gaub, H. E., Baermann, M., Sackmann, E. Viscoelastic moduli of sterically and chemically cross-linked actin networks in the dilute to semidilute regime: measurements by oscillating disk rheometer. Macromolecules. 24 (11), 3111-3120 (1991).
  6. MacKintosh, F. C., Käs, J., Janmey, P. A. Elasticity of semiflexible biopolymer networks. Phys Rev Lett. 75 (24), 4425-4428 (1995).
  7. Gardel, M. L. Elastic Behavior of Cross-Linked and Bundled Actin Networks. Science. 304 (5675), 1301-1305 (2004).
  8. Sonn-Segev, A., Bernheim-Groswasser, A., Diamant, H., Roichman, Y. Viscoelastic Response of a Complex Fluid at Intermediate Distances. Phys Rev Lett. 112 (8), (2014).
  9. Schuldt, C., et al. Tuning Synthetic Semiflexible Networks by Bending Stiffness. Phys Rev Lett. 117 (19), (2016).
  10. Käs, J., et al. F-actin, a model polymer for semiflexible chains in dilute, semidilute, and liquid crystalline solutions. Biophys J. 70 (2), 609-625 (1996).
  11. Ross-Murphy, S. B. Structure-property relationships in food biopolymer gels and solutions. J Rheol. 39 (6), 1451-1463 (1995).
  12. Fletcher, D. A., Mullins, R. D. Cell mechanics and the cytoskeleton. Nature. 463 (7280), 485-492 (2010).
  13. Hinner, B., Tempel, M., Sackmann, E., Kroy, K., Frey, E. Entanglement, Elasticity, and Viscous Relaxation of Actin Solutions. Phys Rev Lett. 81 (12), 2614-2617 (1998).
  14. Palmer, A., Mason, T. G., Xu, J., Kuo, S. C., Wirtz, D. Diffusing Wave Spectroscopy Microrheology of Actin Filament Networks. Biophys J. 76 (2), 1063-1071 (1999).
  15. Gardel, M. L., Valentine, M. T., Crocker, J. C., Bausch, A. R., Weitz, D. A. Microrheology of Entangled F-Actin Solutions. Phys Rev Lett. 91 (15), (2003).
  16. Liu, J., et al. Microrheology Probes Length Scale Dependent Rheology. Phys Rev Lett. 96 (11), (2006).
  17. Golde, T., Schuldt, C., Schnauß, J., Strehle, D., Glaser, M., Käs, J. Fluorescent beads disintegrate actin networks. Phys Rev E. 88 (4), (2013).
  18. Isambert, H., Maggs, A. C. Dynamics and Rheology of Actin Solutions. Macromolecules. 29 (3), 1036-1040 (1996).
  19. Käs, J., Strey, H., Sackmann, E. Direct imaging of reptation for semiflexible actin filaments. Nature. 368 (6468), 226-229 (1994).
  20. Schmidt, C. F., Baermann, M., Isenberg, G., Sackmann, E. Chain dynamics, mesh size, and diffusive transport in networks of polymerized actin: a quasielastic light scattering and microfluorescence study. Macromolecules. 22 (9), 3638-3649 (1989).
  21. Kroy, K., Frey, E. Force-Extension Relation and Plateau Modulus for Wormlike Chains. Phys Rev Lett. 77 (2), 306-309 (1996).
  22. Morse, D. C. Tube diameter in tightly entangled solutions of semiflexible polymers. Phys Rev E. 63 (3), (2001).
  23. Broedersz, C. P., MacKintosh, F. C. Modeling semiflexible polymer networks. Rev Mod Phys. 86 (3), 995-1036 (2014).
  24. Tassieri, M., Evans, R. M. L., Barbu-Tudoran, L., Khaname, G. N., Trinick, J., Waigh, T. A. Dynamics of Semiflexible Polymer Solutions in the Highly Entangled Regime. Phys Rev Lett. 101 (19), (2008).
  25. Hinsch, H., Frey, E. Non-Affine Shear Modulus in Entangled Networks of Semiflexible Polymers. arXiv:0907.1875[cond-mat]. , Available from: https://arxiv.org/abs/0907.1875 (2009).
  26. Yin, P., et al. Programming DNA Tube Circumferences. Science. 321 (5890), 824-826 (2008).
  27. Glaser, M., et al. Self-assembly of hierarchically ordered structures in DNA nanotube systems. New J Phys. 18 (5), 055001(2016).
  28. Schiffels, D., Liedl, T., Fygenson, D. K. Nanoscale Structure and Microscale Stiffness of DNA Nanotubes. ACS Nano. 7 (8), 6700-6710 (2013).
  29. Hariadi, R. F., Yurke, B., Winfree, E. Thermodynamics and kinetics of DNA nanotube polymerization from single-filament measurements. Chem Sci. 6 (4), 2252-2267 (2015).
  30. de Gennes, P. G. Reptation of a Polymer Chain in the Presence of Fixed Obstacles. J Chem Phys. 55 (2), 572-579 (1971).
  31. Huss, V. A. R., Festl, H., Schleifer, K. H. Studies on the spectrophotometric determination of DNA hybridization from renaturation rates. Syst Appl Microbio. 4 (2), 184-192 (1983).
  32. Breslauer, K. J., Frank, R., Blöcker, H., Marky, L. A. Predicting DNA duplex stability from the base sequence. Proc Natl Acad Sci U S A. 83 (11), 3746-3750 (1986).
  33. You, Y., Tataurov, A. V., Owczarzy, R. Measuring thermodynamic details of DNA hybridization using fluorescence. Biopolymers. 95 (7), 472-486 (2011).
  34. Zipper, H. Investigations on DNA intercalation and surface binding by SYBR Green I, its structure determination and methodological implications. Nucleic Acids Res. 32 (12), e103-e103 (2004).
  35. Sobczak, J. -P. J., Martin, T. G., Gerling, T., Dietz, H. Rapid Folding of DNA into Nanoscale Shapes at Constant Temperature. Science. 338 (6113), 1458-1461 (2012).
  36. Snodin, B. E. K., Romano, F., Rovigatti, L., Ouldridge, T. E., Louis, A. A., Doye, J. P. K. Direct Simulation of the Self-Assembly of a Small DNA Origami. ACS Nano. 10 (2), 1724-1737 (2016).
  37. Das, R. K., Gocheva, V., Hammink, R., Zouani, O. F., Rowan, A. E. Stress-stiffening-mediated stem-cell commitment switch in soft responsive hydrogels. Nat Mater. 15 (3), 318-325 (2015).
  38. Sharma, A., et al. Strain-controlled criticality governs the nonlinear mechanics of fibre networks. Nat Phys. 12 (6), 584-587 (2016).
  39. Lieleg, O., Claessens, M. M. A. E., Bausch, A. R. Structure and dynamics of cross-linked actin networks. Soft Matter. 6 (2), 218-225 (2010).
  40. Claessens, M. M. A. E., Semmrich, C., Ramos, L., Bausch, A. R. Helical twist controls the thickness of F-actin bundles. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (26), 8819-8822 (2008).
  41. Claessens, M. M. A. E., Bathe, M., Frey, E., Bausch, A. R. Actin-binding proteins sensitively mediate F-actin bundle stiffness. Nat Mater. 5 (9), 748-753 (2006).
  42. Schnauß, J., Händler, T., Käs, J. Semiflexible Biopolymers in Bundled Arrangements. Polymers. 8 (8), 274(2016).
  43. Heussinger, C., Schüller, F., Frey, E. Statics and dynamics of the wormlike bundle model. Phys Rev E. 81 (2), (2010).
  44. Schnauß, J., et al. Transition from a Linear to a Harmonic Potential in Collective Dynamics of a Multifilament Actin Bundle. Phys Rev Lett. 116 (10), (2016).
  45. Strehle, D., et al. Transiently crosslinked F-actin bundles. Eur Biophys J. 40 (1), 93-101 (2011).
  46. Backouche, F., Haviv, L., Groswasser, D., Bernheim-Groswasser, A. Active gels: dynamics of patterning and self-organization. Phys Biol. 3 (4), 264-273 (2006).
  47. Surrey, T. Physical Properties Determining Self-Organization of Motors and Microtubules. Science. 292 (5519), 1167-1171 (2001).
  48. Nedelec, F. J., Surrey, T., Maggs, A. C., Leibler, S. Self-organization of microtubules and motors. Nature. 389 (6648), 305-308 (1997).
  49. Smith, D., et al. Molecular Motor-Induced Instabilities and Cross Linkers Determine Biopolymer Organization. Biophys J. 93 (12), 4445-4452 (2007).
  50. Huber, F., Strehle, D., Schnauß, J., Käs, J. Formation of regularly spaced networks as a general feature of actin bundle condensation by entropic forces. New J Phys. 17 (4), 043029(2015).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Kal c l k Uzunlu uReolojik l mDinamik Kayma ReometresiFloresans TespitiTermosiklet r HibritlemesiGer ek Zamanl PCRPolimerizasyon Kineti iHidrojel Uygulamas

İlgili makaleler