Studie zur effizienten Selbstorganisation und Kontrolle der Homogenität der Struktur des DNA-Origami mit 24-Helix-Bündeln

Xiao-fang Guo ,  

Ya Wang ,  

Tong-kai Zhan ,  

Wei-na Fang ,  

摘要

Die DNA-Origami-Technik hängt von der präzisen Glühung des Einzelstrang-DNA-Gerüsts mit präzisen Heftklammern ab, ermöglicht den Bau von nanometergenauen zweidimensionalen / dreidimensionalen Strukturen und zeigt eine wichtige Anwendung in Bereichen wie der Biosensitivität, der Nanophotonik und der zielgerichteten Medikamentenabgabe. Das Problem der unspezifischen Aggregation zwischen den Origami-Strukturen begrenzt jedoch stark ihre funktionale Anwendung. Unter Verwendung des Modells des DNA-Origami-Systems mit 24-Helix-Bündeln (24-helix bundles, 24HB) wurde die Wirkung optimierter Synthesebedingungen wie der Mg2+-Konzentration und des Glühgradienten auf die erfolgreiche Herstellung des Zielprodukts mit einer strukturellen Integrität von 96% untersucht und die Auswirkungen von zwei Strategien zur Modifikation des Pinselstrangs an den Enden und des skelettalen Ringdesigns auf die Homogenität des 24HB-DNA-Origamis untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe des Pinselstrangs PolyT (4 nt oder 7 nt) signifikant die Homogenität des Systems verbessert, wobei der lange Pinse l von 7 nt effektiver ist als der kurze Pinsel von 4 nt. Das Design des doppelendigen skelettalen Rings (Homogenität von 72%) übertrifft das einseitige skelettale Ringdesign (42%) und seine Wirkung ist vergleichbar mit dem des Pinselstrangs PolyT 7 nt (Homogenität von 78%). Schließlich erreichten wir auf der Grundlage des Designs des doppelendigen skelettalen Rings eine Homogenität von 87%, indem wir eine komplexe Konfigurationsstrategie des skelettalen Rings - Pinselstrang aufbauten und so einen kontinuierlichen Prozess der hochreinen DNA-Origami erzielten und universelle Leitlinien für die präzise Montage funktionaler nanoskaliger DNA-Geräte bereitstellten.

关键词

DNA-Origami; Selbstorganisation; Homogenität; Endblockierung.

阅读全文