2008年10月9日
在纳米技术的微小领域中,科学家使用了多种材料来建立原子尺度结构。欧洲杯足球竞彩但是,就像在建筑业务中一样,纳米技术研究人员通常可以受到原材料量的限制。欧洲杯足球竞彩现在,生物设计学院在亚利桑那州立大学研究人员Hao Yan通过使用细胞作为工厂来制作活细胞内的基于DNA的纳米结构来避免这些陷阱。
结果发表在美国国家科学院会议录的早期在线版中。欧洲杯线上买球
YAN专门从事纳米技术中的快速增长领域(通常称为结构性DNA纳米技术),该领域使用DNA的基本化学单元,缩写为C,T,A或G,将自我折叠到许多不同的建筑物中可以进一步自我组装成图案结构的块。
Yan说:“这是可以使用活细胞中的机器复制的人造纳米结构的一个很好的例子。”“细胞真的很擅长制作双链DNA的副本,我们已经使用了像复印机一样的细胞来生产许多复杂的DNA纳米结构的许多副本。”
在过去的五到十年中,DNA纳米技术医生取得了一些非常令人兴奋的成就。但是DNA纳米技术受到化学合成所有材料的需要而受到限制。迄今为止,严格来说,这是一门试管科学,研究人员已经开发了许多工具箱来制造不同的DNA欧洲杯线上买球纳米结构,以连接和组织其他分子,包括纳米颗粒和其他生物分子。欧洲杯猜球平台
“如果您需要进行单克DNA纳米结构,则需要订购一克起始DNA材料。科学家以前已经使用化学方法来复制分支的DNA结构,并且在使用长期stranded方面也有重要的工作欧洲杯足球竞彩从细胞或噬菌体病毒复制到脚手架短辅助DNA序列以形成2-D或3-D对象的DNA序列。
“我们一直梦想着扩展DNA纳米技术。扩展它的一种方法是使用蜂窝系统,因为可以在单元内复制简单的DNA。我们想知道单元的复制机是否可以忍受单个绞合的DNA纳米结构包含复杂的二级结构。”
为了测试细胞的纳米级制造能力,Yan和他的研究人员Chenxiang Lin,Sherri Rinker和ASU的Yan Liu及其合作者Ned Seeman和纽约大学的Xing Wang返回重现由DNA组成的第一个分支机构的纳米结构。- 一个横向的四臂DNA连接和另一个包含不同交叉拓扑的DNA结构。
为了在活细胞内复制这些分支的DNA纳米结构,ASU和NYU研究团队首先将货物运送到细菌细胞内。他们切割并粘贴了将这些结构制成吞噬作用的DNA,这是一种感染细菌细胞的病毒样粒子。一旦进入细胞,吞噬作用就像复印机一样使用细胞来再现数百万份DNA拷贝。从理论上讲,仅从单一的吞噬感染开始,而单个毫升的培养细胞开始,YAN发现细胞可以散发出数万亿的DNA连接纳米结构。
就像先前构建的试管结构一样,还发现细胞中产生的DNA纳米结构正确折叠。根据YAN的说法,结果还证明了在细胞的常规DNA复制和分裂周期期间DNA纳米结构的关键存在。Yan说:“当DNA纳米结构被复制时,它确实存在并可以在复杂的细胞机械上生存。而且看起来细胞可以忍受这种结构并仍然可以完成工作。这真是太神奇了。”
Yan承认这只是第一步,但是预见到接下来有许多有趣的DNA变化。“天然蜂窝机械可以忍受人造DNA对象的事实非常有趣,我们不知道限制是什么。”
Yan的小组可能能够使用蜂窝系统更改和进化DNA纳米结构和设备,并且该技术也可能为合成生物学应用开辟一些可能性。
Yan说:“我对DNA纳米技术的未来感到非常兴奋,但是有很多工作要做。要追求的一个有趣的研究主题是DNA纳米结构与活细胞的接口;这充满了机会。”