建筑与DNA砖

生物工程研究所的研究人员在哈佛大学创造了超过100个三维纳米结构使用DNA构建块函数像乐高积木,主要从二维结构相同的团队建立了一个几个月前。

实际上,进步意味着研究人员从能够建立一个乐高玩具的下盘盖一所房子。新方法,封面是11月30日出版的《科学》杂志的研究文章中,接下来的一步是使用DNA纳米技术可能比以往任何时候都更复杂的应用程序,“智能”等医疗设备,目标药物选择性地对疾病的网站,可编程成像探针,模板精确安排无机材料生产的新一代计算机电路,以及更多。

纳米加工技术,称为“DNA-brick自组装”,使用短,合成DNA链联锁乐高积木等工作。它利用了程序DNA的能力形成预先设计的形状由于DNA碱基对的潜在的“秘诀”:一个(腺苷)只有结合T(胸腺嘧啶)和C(胞嘧啶)只有结合G(鸟嘌呤)。

今年早些时候,Wyss小组报告在自然界如何创建一组二维图形的叠加一个DNA砖(42基地长度)在另一个地方。

但是有一个“扭曲”构建3 d所需的新方法。

关键是开始一个更小的DNA砖(32基地长度),从而改变每一个匹配的取向对砖90度角,给每两个乐高玩具3 - d形状。这样,团队可以使用这些砖块来构建“out”除了“,”,最终形成三维结构,如25-nanometer实心立方体包含成百上千的砖块。立方体变成了一个“主”DNA“分子画布”;在这种情况下,画布是由1000年“压”,对应于八个碱基对和测量约2.5纳米的大小——这意味着这是架构在其最小的。

主画布是模块化的由来:只需选择子集的特定DNA砖大立方结构,团队建立的102个3 d结构复杂的表面特征,以及错综复杂的内部空腔和隧道。

“这是一个简单的,通用的,健壮的方法,”彭殷说,Wyss核心教员和该研究的资深作者。

另一种方法用于构建三维结构,称为DNA折纸,更难用于构建复杂形状,阴说,因为它依赖于漫长的“脚手架”DNA链折叠与数以百计的短“主食”链,每一个新的形状需要一个新支架的路由策略,因此新主食。相比之下,DNA砖方法不使用任何脚手架链,因此有一个模块化的架构;每一个砖都可以独立地添加或删除。

“我们正在以闪电般的速度在我们设计的能力更强大的方法来使用生物相容性的DNA分子作为纳米技术的结构构件,从而为医学和非医学的应用有很大的价值,”唐纳德·因格贝尔Wyss研究所所长说。

阴领导的研究小组,系统生物学助理教授在哈佛医学院(HMS),包括Wyss博士后作为柯和Wyss研究生Luvena昂。另一个因素是Wyss核心教员威廉•施奠基。谁还拥有任命HMS和丹娜-法伯癌症研究所。更多地了解团队的工作,访问其网站。

这项研究是由美国海军研究办公室,陆军研究办公室,美国国家科学基金会,美国国立卫生研究院,在哈佛大学生物工程研究所。