Самоорганизация сложных двумерных фигур из одноцепочечной ДНК Плитка

Предыдущая нуклеиновой кислоты самосборка работа ^1-25 привел к успешному строительству различных сложных структур, в том числе ДНК ^{2 – 5,8,10 – 13,17,23} или РНК ^7,22 периодическая ^{3,4,7, 22} и алгоритмическое ⁵ двумерные решетки, ленты и трубки ^{10,12 4,12,13,} 3D кристаллы ^{17, 11} и многогранники конечными, 2D форм ^7,8. Особенно эффективный метод ДНК-оригами scaffolded, в результате чего один эшафот нить сложена многими коротких вспомогательных цепей основных сформировать сложную форму ^{9,14 – 16,18 – 21,25.}

Мы недавно сообщили, способ построения дискретных наноструктур с заданными 2D форм с использованием одноцепочечной плитки (SST), и продемонстрировал структуры со сложностью, сравнимой с ДНК-оригами ^26. Это статьи обе адаптация нашей более ранней работе ²⁶ и подробно описывает протоколы для организации индивидуально адресуемых SSTs в сложных конечных 2D форм с четко заданных размеров (длины и ширины) и морфологии. Одним из ключевых преимуществ метода SST является ее модульность. Каждый компонент ССТ структуры служит модульный блок строительства в сборке, а также различные подмножества этих ТПМ производить различные формы. Таким образом, мы установили общую платформу для построения наноструктур с заданными размерами и формами из коротких, синтетических нитей ДНК.

ТПМ содержит четыре области, каждая длиной 10 или 11 нуклеотидов (рис 1а). В ТПМ связать таким образом, что их параллельные спирали создать решетку ДНК удерживаемых вместе кроссовера связей. Каждый кроссовер фосфата между доменами 2 и 3. Фосфат растягивается искусственно на схемах для наглядности. Кроссоверы расположены два спиральных витков (21 баз) друг от друга (<сильный> 1В). Композитные прямоугольники называются по своим размерам в количестве спиралей и спиральных витков. Например, прямоугольник, что шесть спиралей в ширину и восемь витков спирали длиной ссылаются как 6H × 8Т прямоугольника. ТПМ могут быть опущены, добавляться или иначе переставить, чтобы создать структуры произвольных форм и размеров (рис 1в). Например, прямоугольная конструкция может быть свернута в трубку с нужной длины и радиуса (рис 1D).

В качестве альтернативы, прямоугольная ССТ решетки можно рассматривать как молекулярный холста из SST пикселей, каждый 3 нм 7 нм. В этом исследовании мы используем молекулярную полотно 310 полнометражных внутренних ТПМ, 24 ТПМ полнометражные составляющие левой и правой границы, и 28 половинной длины ТПМ, образующие верхние и нижние границы. Холст имеет 24 двойных спиралей ДНК, связанные с кроссоверов, и каждый спираль содержит 28 витков спирали (294 оснований) и, следовательно, называют24H × 28T прямоугольной холсте. 24H × 28T холсте имеет молекулярную массу, аналогичную из ДНК-оригами структуры, созданной из фага М13 эшафот.