Name: DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-03T10:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Keşfedin DNA origami kullanarak biyo-duyarlı robot üretim protokolünü. Kendiliğinden toplanma, saflaştırma ve TEM görüntüleme yöntemleriyle nanoteknoloji ve biyoteknoloji alanlarında ileri araştırmalar için temel oluşturun.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Yazarlar son derece değerli tartışmalar ve tavsiyeler ve yararlı tartışmalar ve iş için Bachelet laboratuarında tüm üyeleri S. Douglas teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma Bar-Ilan Üniversitesi Yaşam Bilimleri Fakültesi ve Nanoteknoloji ve İleri Malzeme Enstitüsü hibe tarafından desteklenmektedir.

Staples Havuz karışımının hazırlanması 1. <ol><li> Tablo 1&#39;de listelenen 96-kuyu plakalar üzerinde sipariş liyofilize DNA nanorobot zımba (Malzeme) ve 10 nmol kadar normalleştirmek. DNA nanorobot tasarımı ve mimarisi ayrıntılı bilgi için Ben-Ishay ve ark., 14 ve Douglas ve ark bakın. 15). </li><li> 100 uM bir konsantrasyonda her bir zımba de sahip DNase / RNase içermeyen ultra-saf sulandırın. Zımba, 10 nmol normalize için, ultra-saf su 100 ul ile sulandırın. </li><li> Havuz çok kanallı pipet ve steril bir 55 ml solüsyon havzası kullanarak her elyaf birlikte 20 ul. Not: nanorobot şekil, zımba havuzda zımba her birinin konsantrasyonu (Çekirdek, Kenarlar, Kolları ve Kılavuzlar dizileri Tablo 1 de dahil olmak üzere) 254 zımba şeritlerinin oluşur beri 394 nM. Zımba havuzundan zımba çıkarma, ya da farklı vol bazı ekleyerekumes ölçüde veriminin azalmasına veya başka bir şekilde katlanmamış agrega neden olabilir. </li></ol> Fabrikasyon Reaksiyon Karışımının 2. Hazırlık <ol><li> Standart bir reaksiyon karışımı için (Malzeme, 100 nM stok çözeltisi) iskele DNA 4 pmol karşılık, M13mp18 viral genomun dairesel tek iplikli DNA 40 ul kullanın. Imalat karışımında skafoldun nihai konsantrasyonu 20 nM, nihai hacim 200 ul&#39;dir. <ol><li> Özel ihtiyaçlarına göre iskele DNA miktarını ayarlayın; Bununla birlikte, sabit bir 20 nM&#39;de, reaksiyon karışımı içinde çatgı DNA nihai konsantrasyon tutun. </li></ol></li><li> Sırasıyla 1 ila 10 arasında zımba oranı bir iskele ulaşmak için zımba ekleyin. 20 nM skafold, DNA konsantrasyonu için, 254 Staples&#39;in nihai konsantrasyona sahip her 200 nM&#39;dir. 200 ul son reaksiyon hacmi için zımba havuz karışımı (bölüm 1.2) 102 ul ekleyin. <ol><li> Inci ayrı ayrı belirli Gate dizileri ekleŞu anda e katlama reaksiyon karışımı. Bu oligolar ayrı sipariş ve HPLC saflaştırma gerektirir. 20 nM skafold konsantrasyonu için her oligodan yani 200 nM, Kapı oligolar 1:10 skafold Gate sekansı oranında mevcut olduğundan emin olun. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için 100 uM stok konsantrasyonunda dört Kapısı oligo her biri için 0.4 ul ekleyin. </li></ol></li><li> 1x TAE (40 mM Tris-asetat, 1 mM EDTA) nihai konsantrasyona ulaşmak için 10x TAE tamponu hazır ekleyin. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için, 10x TAE 20 ul ekleyin. </li><li> 10 mM&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 1 M MgCI2 ekleyin. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için 1 M MgCl2 2 ul ekleyin. </li><li> 200 ul bir son hacme ulaşmak bir DNaz / RNazsız ultra saf su 36 ul ekle. </li><li> PCR şişelere vorteksleyin ve kısım 100 ul örnekler. Not: Kullanılacak maksimum reaksiyon hacimleri ile ilgili termal döngü şartname danışın.Bu sınırları karşılamak için hacim azaltılması elde verimleri azaltmak olmaz. Verimleri tehlikeye atacaktır belirtilen maksimum yukarıdaki Reaksiyon hacimleri. </li></ol> Fabrikasyon Reaksiyon 3. Sıcaklık Tavlama Rampa <ol><li> Program termal cycler takip gibidir: <ol><li> 5 dakika / ° C arasında bir oranda 60 ° C&#39;ye kadar 85 ° C Rampa. </li><li> Rampa 60 ° C 75 dak / ° C arasında bir oranda 4 ° C arasındadır. </li><li> Belirsiz bir süre 4 ° C&#39;de tutun. </li></ol></li><li> Sonra fabrikasyon -20 ° C&#39;de mağaza örnekleri sona erdi. </li></ol> Aşırı Staples 4. Kaldırma <ol><li> 100 kDa MWCO bir ile 0,5 ml santrifüj filtre katlama reaksiyon karışımına 100 ul ekle. Daha sonra analiz için nanorobots ön arıtma bir 10 ul örnek kaydedin. </li><li> 9600 x g&#39;de 10 dakika boyunca santrifüj. </li><li> Katlama tamponu içinde 400 ul (1 x TAE, 10 mM MgCI2) ekleyin. </li><li> Tekrarlayın iki kez daha 4.2 ve 4.3 adımları tekrarlayın. </li><li>9600 x g&#39;de 5 dakika boyunca santrifüje. </li><li> 9600 x g&#39;de 1 dakika boyunca temiz bir mikrosantrifüj tüp ve spin ters filtreyi koyarak konsantre kurtarın. Nihai hacmi filtre konulmuştur üretim tepkime karışımının başlangıç ​​hacmine bağlı olarak değişebilir. Tipik haliyle, konsantre nanorobot numunenin bir 25-60 ul nihai hacim elde edilir. </li><li> 260 nm&#39;de spektrofotometre aracılığıyla örneklerde DNA konsantrasyonu ölçülür. Nanorobot örneklerinin mol konsantrasyonları hesaplanırken 5,3 ug / pmol moleküler ağırlığa kullanın. Not: dsDNA molar sönüm katsayısı, 50 ug / OD 260, bir çok uygulama için yeterli olmaktadır. 48 ug / OD 260 Kenarları zımba de dikkate ssDNA uzanan poli timin alır. </li></ol> Katlanmış Nanorobots 5. Jel Elektroforez Analizi Agaroz <ol><li> 0.5x TBE (45 mM Tris-Borate, 1mM EDTA),% 2 agaroz jel Preparasyon 10 mM MgCl2 ile desteklenmiş </sub&gt; (Ernesto Castro ve ark uyarlanmış 21.): <ol><li> GKD 2 O. 118.75 ml 10x TBE hisse tamponu 6.25 ml seyreltilmesi ile 0.5x TBE tamponu hazırlayın </li><li> 0.5x TBE tamponu 125 ml agaroz 2.5 g çözündürülür. </li><li> Agaroz tamamen eriyene kadar mikrodalga kaynatın. </li><li> 10 mM&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 1 M MgCI2, 1.25 ml ilave edilir. </li><li> 10 mg 7 ul ekle / ml etidyum bromür. </li><li> Biraz serin çözümü için bekleyin ve agaroz jel katılaşır önce jel tepsisi doldurun. Hemen istenen tarak takın. </li><li> GKD 2 O 940 ml 0.5x TBE MgCl2 10x TBE tamponu hazır 50 ml, 1 M, 10 ml ilave etmek suretiyle tampon çalışan 1 L hazırlayın </li><li> Jel buz banyosu içinde elektroforez cihazına tampon ve koyun cihazı çalıştıran katı eklenti sonra. </li></ol></li><li> Bir iskele yanında nanorobots öncesi arınma Yük 1 ug toplam DNA (adım 3.2) ve sonrası saflaştırma (adım 4.7),DNA numunesi ve jel üzerine, bir 1 kb DNA marker ile etiketlenebilir. Bir örnek, Şekil 2&#39;de verilmiştir. Numunelerin fiili hacim saflaştırmadan sonra elde edilen konsantrasyonları bağlıdır. 6 nihai hacim oranı: Her numune, bir 1, yükleme tamponu ile yüklenir. </li><li> 80 V güç kaynağı olarak ayarlayın ve 3 saat jel çalıştırın. Buz ve su ile doldurulmuş bir küvet jel çalıştırın. Nanorobots açılmak ve agaroz jel elektroforez sırasında ısınır eğer smear olarak görünecektir. Elektroforez sırasında ısıtma cihazı tutmak için ek buz ekleyin. </li><li> UV masaya gör jel (Şekil 2). </li></ol> Uranil-format ile Nanorobot 6. Negatif Leke <ol><li> % 2&#39;lik üranil-format stok solüsyonunun hazırlanması (Castro et al uyarlanmış 23).: <ol><li> 15 ml&#39;lik bir tüp içine uranil-format tozun 100 mg tartılır. </li><li> 3 dakika kaynatın DNaz / RNaz ücretsiz ultra saf su de-oksijenatı için. </li><li> Deoksijene sıcak su 5 ml (~ 60 ° C)(önceki aşamadan) uranil-format ihtiva eden bir toz 15 ml tüp içine. Sıkıca kapağı kapatın, (bir girdaba tutturmak tüp) titizlikle 10 dakika süreyle alüminyum folyo ve vorteks olarak sarın. Çözüm sarı renk ile bulanık görünmelidir. </li><li> 0.2 mikron şırınga fi ltre ile Filtre çözümü. Çözüm açık hale gelmelidir. </li><li> Kısım mikrosantrifüj tüpleri içine çözeltisi 200 ul. </li><li> Tüpün dibinde havuz örnekleri masa üstü santrifüj 5 dakika boyunca maksimum hızda santrifüj. </li></ol></li><li> Izgara ve negatif boyama numunenin yükleme: <ol><li> % 2&#39;lik üranil-format çözeltisi (6.1 bölümünde tarif edilmiş) bir 200 ul tablet çözülmesini sağlayın. 3 dakika boyunca dikkatli bir 0.5 M NaOH çözeltisi ve girdap 10 ul ekle. Bir masa üstü santrifüj kullanılarak 5 dakika süreyle maksimum hızda santrifüj. </li><li> Bu arada, kızdırma deşarj ızgara 0,2 mbar oda havasını kullanarak ve 25 mA 30 sn. </li><li> Saflaştırmadan sonra 2 nM nanorobot örnek 15 ul ekle (sectiızgara üst tarafında üzerine 4.7) üzerine (forseps ile düzenlenen) ve 1 dakika boyunca absorbe edelim. Filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Izgara üst tarafında üzerine (adım 6.2.1 itibaren)% 2 uranil-format 10 ul ekleyin (forseps ile yapılan). </li><li> Hızla filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Tekrarlayın 6.2.4 ve 6.2.5 numaralı adımları. </li><li> Izgara üst tarafında üzerine (adım 6.2.1 itibaren)% 2 uranil-format 10 ul ekleyin (forseps ile yapılan). Boyama çözeltisi 30 saniye boyunca absorbe olsun. </li><li> Filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Izgara, en az 30 dakika süreyle tamamen kurumaya TEM içine enjekte önce, bir filtre kağıdı üzerinde edelim. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Watson, J. D., Crick, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetical+implications+of+the+structure+of+deoxyribonucleic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid.</a> Nature. 171, 964-967 (1953).</li>
<li>Kosuri, S., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-Scale+de+novo.+DNA+synthesis%3A+technologies+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Meth%22%5BJournal%5D)">Large-Scale de novo. DNA synthesis: technologies and applications.</a> Nature Meth. 11 (5), 499-507 (2014).</li>
<li>Pinheiro, A. V., Han, D., Shih, W. M., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+opportunities+for+structural+DNA+nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology.</a> Nature Nanotech. 6 (12), 763-772 (2011).</li>
<li>Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleic+acid+junctions+and+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22J+Theor+Biol%22%5BJournal%5D)">Nucleic acid junctions and lattices.</a> J Theor Biol. 99 (2), 237-247 (1982).</li>
<li>Chen, J. H., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+from+DNA+of+a+molecule+with+the+connectivity+of+a+cube%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Synthesis from DNA of a molecule with the connectivity of a cube.</a> Nature. 350 (6319), 631-633 (1991).</li>
<li>Wei, B., Dai, M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+shapes+self-assembled+from+single-stranded+DNA+tiles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Complex shapes self-assembled from single-stranded DNA tiles.</a> Nature. 485 (7400), 623-626 (2012).</li>
<li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+self-assembly+of+DNA+into+symmetric+supramolecular+polyhedra%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra.</a> Nature. 452 (7184), 198-201 (2008).</li>
<li>Yin, P., Hariadi, R. F., Sahu, S., Choi, H. M. T., Park, S. H., Labean, T. H., Reif, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programming+DNA+tube+circumferences%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Programming DNA tube circumferences.</a> Science. 321 (5890), 824-826 (2008).</li>
<li>Rothemund, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440 (7082), 297-302 (2006).</li>
<li>Dietz, H., Douglas, S. M., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+DNA+into+twisted+and+curved+nanoscale+shapes%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Folding DNA into twisted and curved nanoscale shapes.</a> Science. 325 (5941), 725-730 (2009).</li>
<li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+DNA+into+nanoscale+three-dimensional+shapes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes.</a> Nature. 459 (7245), 414-418 (2009).</li>
<li>Zhang, F., Nangreave, J., Liu, Y., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+DNA+nanotechnology%3A+state+of+the+art+and+future+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Structural DNA nanotechnology: state of the art and future perspective.</a> J Am Chem Soc. 136 (32), 11198-11211 (2014).</li>
<li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Res. 37 (15), 5001-5006 (2009).</li>
<li>Ben-Ishay, E., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+a+bio-responsive+robot+from+DNA+origami%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Designing a bio-responsive robot from DNA origami.</a> J Vis Exp. (77), e50268(2013).</li>
<li>Douglas, S. M., Bachelet, I., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+logic-gated+nanorobot+for+targeted+transport+of+molecular+payloads%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads.</a> Science. 335 (6070), 831-834 (2012).</li>
<li>Tan, W., Donovan, M. J., Jiang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aptamers+from+cell-based+selection+for+bioanalytical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Aptamers from cell-based selection for bioanalytical applications.</a> Chem Rev. 113 (4), 2842-2862 (2013).</li>
<li>Xiang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleic+Acid+Aptamer-Guided+Cancer+Therapeutics+and+Diagnostics%3A+The+Next+Generation+of+Cancer+Medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Nucleic Acid Aptamer-Guided Cancer Therapeutics and Diagnostics: The Next Generation of Cancer Medicine.</a> Theranostics. 5 (1), 23-42 (2015).</li>
<li>Zhang, D. Y., Seelig, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+DNA+nanotechnology+using+strand-displacement+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem%22%5BJournal%5D)">Dynamic DNA nanotechnology using strand-displacement reactions.</a> Nat Chem. 3 (2), 103-113 (2011).</li>
<li>Tang, Z., Parekh, P., Turner, P., Moyer, R. W., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generating+aptamers+for+recognition+of+virus-infected+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Chem%22%5BJournal%5D)">Generating aptamers for recognition of virus-infected cells.</a> Clin Chem. 55 (4), 813-822 (2009).</li>
<li>Sefah, K., Shangguan, D., Xiong, X., O'Donoghue, M. B., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+DNA+aptamers+using+Cell-SELEX%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Prot%22%5BJournal%5D)">Development of DNA aptamers using Cell-SELEX.</a> Nature Prot. 5 (6), 1169-1185 (2010).</li>
<li>McKeague, M., DeRosa, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+Opportunities+for+Small+Molecule+Aptamer+Development%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucleic+Acids%22%5BJournal%5D)">Challenges and Opportunities for Small Molecule Aptamer Development.</a> J Nucleic Acids. 2012, (2012).</li>
<li>Amir, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Universal+computing+by+DNA+origami+robots+in+a+living+animal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Universal computing by DNA origami robots in a living animal.</a> Nature Nanotech. 9 (5), 353-357 (2014).</li>
<li>Castro, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+primer+to+scaffolded+DNA+origami%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Meth%22%5BJournal%5D)">A primer to scaffolded DNA origami.</a> Nature Meth. 8 (3), 221-229 (2011).</li>
<li>Sobczak, J. P., Martin, T. G., Gerling, T., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+folding+of+DNA+into+nanoscale+shapes+at+constant+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Rapid folding of DNA into nanoscale shapes at constant temperature.</a> Science. 338 (6113), 1458-1461 (2012).</li>
<li>Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+and+scalable+preparation+of+pure+and+dense+DNA+origami+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed+Engl%22%5BJournal%5D)">Facile and scalable preparation of pure and dense DNA origami solutions.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li>
<li>Lin, C., Perrault, S. D., Kwak, M., Graf, F., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+of+DNA-origami+nanostructures+by+rate-zonal+centrifugation%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Purification of DNA-origami nanostructures by rate-zonal centrifugation.</a> Nucleic Acids Res. 41 (2), (2012).</li>
<li>Bai, X. C., Martin, T. G., Scheres, S. H., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cryo-EM+structure+of+a+3D+DNA-origami+object%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Cryo-EM structure of a 3D DNA-origami object.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (49), 20012-20017 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Biz DNA nanorobot imalatı, arıtma, ve görselleştirme nitelendirdi. Cihazın altıgen şasi imalatı takiben, nanorobot fonksiyonu kolayca nedeniyle mevcut tek iplikli yerleştirme siteleri 14 ile hidrojen bağlayıcı tamamlayıcılık onların belirlenen pozisyon bulmak robot özgü kargo basit giriş ve algılama ipliklerini ile programlanır , 15,22. Tarif edilen imalat protokolü, genellikle origami şekilleri geniş bir katlama laboratuarımızda kullanılmıştır yavaş tavlama rampa kulla...

Nükleik asitler nanoteknoloji için kullandığı şaşırtıcı. Watson-Crick baz eşleştirme tractability olarak ısmarlama oligoların 2 büyük ölçekli sentezi kolaylığı ve nispeten düşük maliyetli bir DNA nanoteknoloji alanında uygulamalar 3 patlamasını ve araştırma üretti. Temel yapı taşı olarak hareketsiz Seeman kavşak 4,5&#39;ten dayalı yapısal DNA nanoteknoloji, keyfi şekilleri 6-8 inşası için bir öz-montaj ilköğretim ünite olarak DNA kullanımını kolaylaştırır. Desteksiz DNA origami 9 tekniğin son gelişme alt nanometre hassasiyetle karmaşık 2D / 3D nano mimarileri 10-12 inşası için izin verir ve artan karmaşıklığı ve şaşırtıcı çeşitliliği ile yeni işlevsel nesneler oluşturmak için etkili bir yoldur. Inşaat süreci uzun skafold, tek iplikli DNA dayanır, genellikle viral genom türetilmişKısa tek iplikli DNA oligo yüzlerce melezleşme yoluyla katlanabilir, e zımba denilen. Fabrikasyon tekrarlanabilirliği elde maksimum hidrojen bağlayıcı tamamlayıcılık kolaylaştırmak için kısa, tek iplikli zımba dizileri terzilik sonucu ise bu teknikle elde edilen yüksek çözünürlüklü yapısal, DNA çift sarmal doğal boyutlarının doğrudan bir sonucudur. Yavaş sıcaklık tavlama kullanımı ile termodinamik tercih nanoyapı yüksek verim ve sadakat ulaşılır tasarlanmış düşük-enerji, rampa. Bir bilgisayar kodu kavşak tasarım kurallarının uygulanması son derece kolay bağlanan kavşaklar yüzlerce içeren büyük, karmaşık yapıların tasarlama görevi kolaylaştırmak gibi caDNAno 13 olarak CAD araçları, gelişmesini, etkin. Daha önce caDNAno aracı 14,15 yardımıyla bir DNA nanorobot tasarımını tarif. Burada imalat tasvir vetransmisyon elektron mikroskobu (TEM) ile görselleştirme, boyutları nanorobot 3B, içi boş altıgen nanodevice, önceden tespit edilmiş bir uyarım ve mevcut spesifik yük, yanıt olarak büyük bir uygun bir değişiklik geçiren için tasarlanmış 35 x 35 x 50 mil 3, örneğin protein ya da nükleik asit oligo olarak içeri birikir. 12 yükleme istasyonu boş kasanın içinde mevcut olmakla birlikte, bağlı yüklerin gerçek sayısı kargo boyutu ile değişir. Kargo molekülleri küçük DNA moleküllerinden enzimler, antikorlar ve 5-10 nm altın nanopartiküller değişir. Her nanorobot farklı moleküllerin bir karışımını ihtiva ettiği şekilde, muntazam ya da heterojen Cargocan ya. Algılama aptasensor 16,17 veya DNA zincir yerinden 18 teknolojiler üzerinde ya, proteinler, nükleik asitleri ve diğer kimyasalları anlamda iki çift sarmal kilitleme kapıları tasarım yoluyla elde dayanmaktadır. Aptamer seçimi protokolleri 19-21 son gelişmeler yanıt nanorobots tasarımını sağlayanmoleküller ve hücre tipleri artan aralığı. Daha önce eser, antijene bağlanma önleyici bir ya da karma hücre grubunun 15 belirli hücre tipleri içine verimli bir sinyal, ya geçirebilmesi üzerine spesifik bir antikor, bir taşıma nanorobot göstermiştir. Bu nanocihazların bir heyecan verici özelliği, tek bir popülasyonda farklı nanorobot alt tiplerinin tanıtımıyla daha karmaşık görevleri ve mantık kontrolü gerçekleştirmek için yeteneğidir. Son zamanlarda aktif kargo molekülü 22 içeren bir efektör nüfus kontrol pozitif veya negatif düzenleyiciler ya da performans nanorobots belirli alt tipleri gösterdi. Burada sunulan protokol nanorobot 15,22 açılmasını kolaylaştırmak için PDGF&#39;ye seçici olarak bağlanan aptamer sensör dizileri ile işlenir bir nanorobot imalatı, saflaştırma ve görüntüleme açıklanmaktadır. Açıklanan imalat süreci n benzerverim ve arıtma oranlarını artırırken anorobot fabrikasyon süreci başlangıçta, Douglas ve arkadaşları ark., genel işlem süresini azaltmaya yönelik değişikliklerle 15 ile tasvir.

<table><tbody><tr><td>DNase/RNase içermeyen damıtılmış su</td><td>Gibco</td><td>10977</td><td></td></tr><tr><td>M13mp18 ssDNA iskele</td><td>NEB</td><td>N4040S</td><td></td></tr><tr><td>10x TAE</td><td>Gibco</td><td>15558-042</td><td></td></tr><tr><td>1 M MgCl2</td><td>Ambion</td><td>AM9530G</td><td></td></tr><tr><td>Amicon Ultra 0.5 ml santrifüj filtre 100K MWCO</td><td>Amicon</td><td>UFC510024</td><td></td></tr><tr><td>Agaroz</td><td>Promega</td><td>V3125</td><td></td></tr><tr><td>TBE tamponu</td><td>Promega</td><td>V4251</td><td></td></tr><tr><td>Etidyum bromür 10&nbsp; mg / ml çözelti</td><td>Sigma Aldrich</td><td>E1510</td><td></td></tr><tr><td>1 kb DNA işaretleyici</td><td>NEB</td><td>N3232S</td><td></td></tr><tr><td>Yükleme Boyası</td><td>NEB</td><td>B7021S</td><td></td></tr><tr><td>uranil format</td><td>polisciences</td><td>24762</td><td></td></tr><tr><td>karbon kaplı TEM ızgaraları&nbsp;</td><td>Bilim hizmetleri</td><td>EFCF400-Cu-50</td><td></td></tr><tr><td>Termal Döngüleyici c1000 Dokunmatik</td><td>Bio-Rad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kızdırma Deşarjı K100X</td><td>Emitech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV masası Jel Doc EZ Görüntüleyici</td><td>Bio-Rad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NanoDrop 2000c</td><td>Termo Bilimsel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TEM FEI-G12</td><td>Tecnai</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

dna origami bir bio-duyarlı robot katlanması ve karakterizasyonu

Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

DNA nanorobot içinde münzevi belirli uyaranlara ve mevcut kargo yanıt açmak için tasarlanmış bir oyuk altıgen nanometrik cihazdır. Her iki uyaranlara ve kargo özel ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir. Burada DNA origami tekniği ile, bir DNA nanorobot imalat protokol açıklar. Prosedür daha sonra bir katlama tampon maddesinin mevcudiyetinde, uzun dairesel, tek sarmal bir DNA iskele eklenir stok karışımı içine kısa tek kordonlu bir DNA zımba karıştırılmasıyla başlatır. Standart termo cycler giderek nanorobot katlanması arkasındaki temel güçtür zımba-to-iskele tavlama, kolaylaştırmak için karıştırma reaksiyon sıcaklığını düşürmek için programlanmıştır. 60 saat katlama Reaksiyon tamamlandıktan sonra, fazla zımba agaroz-jel elektroforezi (AGE) ile görselleştirme, ardından bir santrifüj filtre kullanılarak atılır. Son olarak, nanorobot başarılı imalat (TEM) transmisyon elektron mikroskobu ile doğrulanır,Negatif bir boya olarak uranil-format kullanılarak.

Örnek sonuçlar Şekil 2A&#39;da gösterilmiştir. Tüm yolları spektrofotometre (OD 260) üzerinden ölçülen toplam DNA&#39;nın 1 ug içerir. Dairesel tek iplikli DNA iskele (Şerit 2) ile karşılaştırıldığında, nanorobots nedeniyle daha yüksek bir moleküler ağırlığa jelde engellenmektedir, skafold DNA zımba hibridizasyon sonucu (Şerit 3. Kırmızı ok). Şerit 3&#39;te düşük moleküler ağırlık şeridinin skafold DNA (yeşil ok) bağlanmazken, fazla zımba temsil eder. Santrifüj süzme yoluyla saflaştırma sonra...

DNA origamisi, DNA moleküllerinin kendi kendine montajını programlayarak hassas nano ölçekli nesneler üretmek için güçlü bir yöntemdir. Burada, DNA origamisinden biyo-duyarlı bir robotun katlanması, transmisyon elektron mikroskobik görüntüleme (TEM) için saflaştırılması ve negatif boyanması için bir protokol açıklıyoruz.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

folding-characterization-bio-responsive-robot-from-dna

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Bu iki boyutlu (2D) öncülerden desenli ve yeniden yapılandırılabilir parçacıkların sentez deneysel olarak açıklanacaktır. Bu metodoloji polyhedra ve mikro ölçekte santimetre arasında değişen uzunluk ölçeklerinde kavrama cihazları dahil olmak üzere, çeşitli şekillerde de parçacıklar oluşturmak için de kullanılabilir.

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

DNA origami DNA moleküllerinin kendi kendini montaj programlayarak hassas nano nesneler imalatı için güçlü bir yöntemdir. Burada, DNA origami biyolojik ipuçları algılama ve şekli daha sonra istediğiniz bir etkisi geçirilen, kaydırarak cevap verebilen bir robot robot tasarımı için kullanılabilir açıklanmıştır.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot Tasarımı

DNA döşeme, programlanabilir nanoyapılar yapmak için etkili bir yaklaşımdır. Tek sarmallı DNA karolarının kendi kendine bir araya getirilmesiyle karmaşık iki boyutlu şekiller oluşturmak için protokolleri açıklıyoruz.

Tek iplikli DNA Fayans Complex iki boyutlu şekiller Self-montaj

DNA origami araştırmalarında kullanılan substratlar için tezgah üstü RCA temizleme ve silikon oksit türevlendirmesi dahil olmak üzere tekrarlanabilir temizleme işlemleri açıklanmaktadır. Yüzey hazırlığı, DNA origami birikimi, kurutma parametreleri ve basit deney düzenekleri için protokoller gösterilmiştir.

DNA Origami Analiz ve Deney için Mika ve Silikon Yüzeyler Hazırlanması

Sıvı işleme robotlar üzerinde modüler bir klon DNA derleme yöntemi kullanılarak modüler DNA "aygıt" derleme gerçekleştirmek için otomatik bir iş akışı burada anlatılan. Protokol bir sezgisel yazılım aracı kullanarak iki sıvı taşıma platformları göstermek Kombinatorik DNA aygıt kitaplığı oluşturma için sıvı işleyicisi picklists üretmek için kullanır.

Robot sıvı işleme derleme modüler DNA cihazların otomatik

Biz tasarım, simülasyon, ıslak-laboratuvar deneyleri ve analiz için 6 6 kafesleri reconfigurable bir DNA akordeon raf için detaylı iletişim kuralı tanımlamak.

Tasarım ve Reconfigurable DNA akordeon raf sentezi

Burada, DNA origami nanoyapıların doğal katyonik polisakkarit chitosan ve sentetik doğrusal polyethyleneimine (LPEI) kaplama kullanarak Mg tükenmiş ve nükleaz-zengin medya korunması için bir protokol sunulmuştur.

Gen terapisi Polycation kaplama DNA Origami nanoyapıların korunması için ilham.

DNA origami tabanlı Meclisi altın nanorods kiral Plazmonik metamolecules güçlü chiroptical yanıt ile içine detaylı Protokolü açıklar. Protokol kiral yapılandırmaları için sınırlı değildir ve kolayca çeşitli Plazmonik mimarileri imalatı için adapte edilebilir.

Altın Nanorods bütünleştirilmiş koda kiral Plazmonik Metamolecules DNA Origami şablonlarını kullanma

Burada, dna origami şekillerini kılavuz şablonlar olarak kullanarak substratlarda ayrık ve doğru inorganik nanoyapılar oluşturmak için bir protokol açıklıyoruz. Yöntem şeffaf bir substrat (safir) üzerinde plazmonik altın papyon şeklinde antenler oluşturarak gösterilmiştir.

Algılama Uygulamaları için İnorganik Yapıların DNA Origami Aracılı Substrat Nanodesenleme

Bu protokolün amacı, DNA origami nanoyapılar üzerinde moleküler motor toplulukları oluşturmak ve toplam iç yansıma floresan mikroskopisi kullanarak topluluk hareketliliğini gözlemlemektir.

Tek Molekülgözlem için DNA Origami Nanoyapılar üzerinde Dynein ve Kinesin Motor Toplulukları üretimi

Keşfedin DNA origami kullanarak biyo-duyarlı robot üretim protokolünü. Kendiliğinden toplanma, saflaştırma ve TEM görüntüleme yöntemleriyle nanoteknoloji ve biyoteknoloji alanlarında ileri araştırmalar için temel oluşturun.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet