ДНК-нанотехнологии - DNA nanotechnology - Wikipedia

Нанотехнология ДНК предполагает формирование искусственных, разработан наноструктуры из нуклеиновые кислоты, например, этот ДНК тетраэдр.[1] Каждое ребро тетраэдра представляет собой 20 базовая пара ДНК двойная спираль, и каждая вершина представляет собой трехрычажный переход. 4 нити ДНК, образующие 4 тетраэдрических грани, имеют цветовую кодировку.

ДНК-нанотехнологии это разработка и изготовление искусственных нуклеиновая кислота конструкции для технологических целей. В этой области нуклеиновые кислоты используются в качестве материалов небиологической инженерии для нанотехнологии а не как носители генетической информации в живых клетки. Исследователи в этой области создали статические структуры, такие как двух- и трехмерные. кристаллические решетки, нанотрубки, многогранники, и произвольной формы, и функциональные устройства, такие как молекулярные машины и ДНК-компьютеры. Поле начинает использоваться как инструмент для решения фундаментальная наука проблемы в структурная биология и биофизика, включая приложения в Рентгеновская кристаллография и спектроскопия ядерного магнитного резонанса белков для определения структур. Возможное применение в электроника молекулярного масштаба и наномедицина также расследуются.

Концептуальные основы нанотехнологии ДНК были впервые заложены Надриан Симан в начале 1980-х, а в середине 2000-х эта область начала привлекать всеобщий интерес. Такое использование нуклеиновых кислот обеспечивается их строгим базовая пара правила, которые вызывают только части прядей с дополнительный основные последовательности связать вместе, чтобы сформировать прочный, жесткий двойная спираль конструкции. Это позволяет рациональный дизайн базовых последовательностей которые будут выборочно собираться для формирования сложных целевых структур с точно контролируемыми наноразмер Особенности. Для изготовления этих структур используются несколько методов сборки, включая конструкции на основе плитки, которые собираются из более мелких структур, складывающиеся конструкции с использованием ДНК оригами метод, и динамически реконфигурируемые структуры с использованием методов смещения прядей. Имя поля конкретно указывает ДНК, но те же принципы использовались и с другими типами нуклеиновых кислот, что привело к случайному использованию альтернативного названия нанотехнология нуклеиновых кислот.

Основные концепции

Эти четыре цепи соединяются в четырехлепестковое соединение ДНК, поскольку эта структура максимизирует количество правильных пар оснований, с А соответствует Т и C соответствует грамм.[2][3] Видеть это изображение для более реалистичной модели четырехрычажного соединения, показывающей его третичная структура.
Этот двойной кроссовер (DX) супрамолекулярный комплекс состоит из пяти ДНК одиночные нити, образующие две двойной спиральный домены, вверху и внизу на этом изображении. Есть две точки пересечения, где нити переходят из одного домена в другой.[2]

Свойства нуклеиновых кислот

Нанотехнологии часто определяется как изучение материалов и устройств с характеристиками по шкале ниже 100 нанометры. Нанотехнология ДНК, в частности, является примером вверх дном молекулярная самосборка, в котором молекулярные компоненты спонтанно организуются в стабильные структуры; особая форма этих структур обусловлена ​​физическими и химическими свойствами компонентов, выбранных проектировщиками.[4] В нанотехнологии ДНК материалы компонентов представляют собой нити нуклеиновых кислот, таких как ДНК; эти нити часто являются синтетическими и почти всегда используются вне контекста живой клетки. ДНК хорошо подходит для построения наноразмеров, потому что связывание между двумя цепями нуклеиновой кислоты зависит от простого базовая пара правила, которые хорошо поняты и образуют специфическую наноразмерную структуру двойная спираль нуклеиновой кислоты. Эти качества позволяют легко контролировать сборку структур нуклеиновых кислот. дизайн нуклеиновой кислоты. Это свойство отсутствует у других материалов, используемых в нанотехнологиях, в том числе у белки, для которого белковый дизайн очень сложно, и наночастицы, которые не имеют возможности для самостоятельной сборки.[5]

В структура молекулы нуклеиновой кислоты состоит из последовательности нуклеотиды отличается тем, что азотистое основание в них содержатся. В ДНК присутствуют четыре основания: аденин (А), цитозин (С), гуанин (G) и тимин (Т). Нуклеиновые кислоты обладают тем свойством, что две молекулы будут связываться друг с другом только с образованием двойной спирали, если две последовательности дополнительный, что означает, что они образуют совпадающие последовательности пар оснований, при этом A связывается только с T, а C - только с G.[5][6] Поскольку образование правильно подобранных пар оснований энергетически выгодный Ожидается, что в большинстве случаев цепи нуклеиновой кислоты будут связываться друг с другом в конформации, которая максимизирует количество правильно спаренных оснований. Таким образом, последовательности оснований в системе цепей определяют характер связывания и общую структуру легко контролируемым образом. В нанотехнологии ДНК базовые последовательности цепей рационально спроектированы исследователями таким образом, чтобы взаимодействия спаривания оснований заставляли цепочки собираться в желаемой конформации.[3][5] Пока ДНК - преобладающий используемый материал, структуры, включающие другие нуклеиновые кислоты, такие как РНК и пептидная нуклеиновая кислота (PNA) также были построены.[7][8]

Подполя

Нанотехнологию ДНК иногда делят на две частично совпадающие области: нанотехнологию структурной ДНК и нанотехнологию динамической ДНК. Структурная нанотехнология ДНК, иногда сокращенно SDN, фокусируется на синтезе и характеристике комплексов нуклеиновых кислот и материалов, которые собираются в статические, равновесие конечное состояние. С другой стороны, динамическая нанотехнология ДНК фокусируется на комплексах с полезным неравновесным поведением, например, способностью изменять конфигурацию на основе химического или физического стимула. Некоторые комплексы, такие как наномеханические устройства нуклеиновых кислот, сочетают в себе особенности структурных и динамических подполей.[9][10]

Комплексы, построенные в структурной нанотехнологии ДНК, используют топологически разветвленные структуры нуклеиновых кислот, содержащие соединения. (Напротив, большая часть биологической ДНК существует в виде неразветвленной двойная спираль.) Одна из простейших разветвленных структур - это соединение с четырьмя ветвями, которое состоит из четырех отдельных цепей ДНК, части которых комплементарны по определенному образцу. В отличие от натуральных Праздничные развязки, каждое плечо в искусственном неподвижном четырехрычажном соединении имеет свой базовая последовательность, в результате чего точка соединения фиксируется в определенном положении. Несколько переходов можно объединить в один комплекс, например, в широко используемом двойном кроссовере (DX). структурный мотив, который содержит два параллельных двойных спиральных домена с отдельными цепями, пересекающимися между доменами в двух точках кроссовера. Каждая точка кроссовера является топологически четырехлепестковым соединением, но ограничена одной ориентацией, в отличие от гибкого одиночного четырехлепесткового соединения, обеспечивая жесткость, которая делает мотив DX подходящим в качестве структурного строительного блока для более крупных комплексов ДНК.[3][5]

Нанотехнология динамической ДНК использует механизм, называемый смещение прядей, опосредованное носком чтобы позволить комплексам нуклеиновых кислот перенастроить конфигурацию в ответ на добавление новой цепи нуклеиновой кислоты. В этой реакции входящая нить связывается с однониточная опорная область двухцепочечного комплекса, а затем смещает одну из цепей, связанных в исходном комплексе, через миграция веток процесс. Общий эффект заключается в том, что одна из нитей в комплексе заменяется другой.[9] Кроме того, реконфигурируемые структуры и устройства могут быть созданы с использованием функциональных нуклеиновых кислот, таких как дезоксирибозимы и рибозимы, которые могут проводить химические реакции, и аптамеры, которые могут связываться с определенными белками или небольшими молекулами.[11]

Структурная нанотехнология ДНК

Структурная нанотехнология ДНК, иногда сокращенно SDN, фокусируется на синтезе и характеристике комплексов нуклеиновых кислот и материалов, в которых сборка имеет статическую равновесную конечную точку. В двойная спираль нуклеиновой кислоты имеет надежную, заданную трехмерную геометрию, которая позволяет прогнозировать и конструировать структуры более сложных комплексов нуклеиновых кислот. Создано много таких структур, включая двух- и трехмерные структуры, а также периодические, апериодические и дискретные структуры.[10]

Расширенные решетки

Сборка массива DX. Оставили, принципиальная схема. Каждая полоса представляет собой двойную спиральную область ДНК, с формами, представляющими дополнительный липкие концы. Комплекс DX вверху объединится с другими комплексами DX в двумерный массив, показанный внизу.[2] Правильно, атомно-силовая микроскопия изображение собранного массива. Отдельные плитки DX хорошо видны внутри собранной конструкции. Поле 150нм через.
Оставили, модель плитки ДНК, используемая для создания другой двумерной периодической решетки. Правильно, атомно-силовая микрофотография собранной решетки.[12][13]
Пример апериодической двумерной решетки, которая собирается во фрактальный узор. Оставили, то Прокладка Серпинского фрактал. Правильно, Массивы ДНК, отображающие на своей поверхности изображение прокладки Серпинского.[14]

Комплексы малых нуклеиновых кислот могут быть оснащены липкие концы и объединены в более крупные двумерные периодические решетки, содержащие определенный мозаичный узор из отдельных молекулярных плиток.[10] Самый ранний пример этого использовал комплексы двойного кроссовера (DX) в качестве базовых плиток, каждый из которых содержал четыре липких конца, разработанных с последовательностями, которые заставляли блоки DX объединяться в периодические двумерные плоские листы, которые по сути являются жесткими двумерными кристаллами ДНК. .[15][16] Двумерные массивы были сделаны из других мотивов, в том числе Холлидей Джанкшн ромб решетка[17] и различные массивы на основе DX, использующие схему двойного сцепления.[18][19] Два верхних изображения справа показывают примеры периодических решеток на основе плиток.

Двумерные массивы могут быть сделаны для демонстрации апериодических структур, сборка которых реализует определенный алгоритм, демонстрируя одну форму вычислений ДНК.[20] У плиток DX можно выбрать липкие конечные последовательности, чтобы они действовали как Ванская плитка, позволяя им выполнять вычисления. Массив DX, сборка которого кодирует XOR операция была продемонстрирована; это позволяет массиву ДНК реализовать клеточный автомат что порождает фрактал известный как Прокладка Серпинского. На третьем изображении справа показан этот тип массива.[14] Другая система выполняет функцию двоичной прилавок, отображая представление увеличивающихся двоичных чисел по мере их роста. Эти результаты показывают, что вычисления могут быть включены в сборку массивов ДНК.[21]

Массивы DX были созданы для формирования полых нанотрубок 4–20нм в диаметре, по существу, двумерные решетки, которые загибаются сами по себе.[22] Эти ДНК-нанотрубки несколько похожи по размеру и форме на углеродные нанотрубки, и хотя они не обладают электропроводностью углеродных нанотрубок, ДНК-нанотрубки легче модифицировать и соединять с другими структурами. В одной из многих схем построения ДНК-нанотрубок используется решетка из изогнутых плиток DX, которая изгибается вокруг себя и смыкается в трубку.[23] В альтернативном методе, который позволяет задавать окружность простым модульным способом с использованием однониточных плиток, жесткость трубы составляет возникающая собственность.[24]

Формирование трехмерных решеток ДНК было самой ранней целью ДНК-нанотехнологий, но оказалось, что это одна из самых трудных для реализации. Успех с использованием мотива, основанного на концепции тенсегрити о балансе между силами растяжения и сжатия, наконец, было сообщено в 2009 году.[20][25]

Дискретные конструкции

Исследователи синтезировали множество трехмерных комплексов ДНК, каждый из которых имеет связность многогранник, например куб или же октаэдр, что означает, что дуплексы ДНК отслеживают края многогранника с стыком ДНК в каждой вершине.[26] Первые демонстрации многогранников ДНК были очень трудоемкими и требовали нескольких перевязки и твердофазный синтез шаги по созданию связанный многогранники.[27] Последующая работа привела к появлению многогранников, синтез которых был намного проще. К ним относятся октаэдр ДНК, состоящий из длинной однониточной нити, предназначенной для того, чтобы складываться в правильную конформацию,[28] и тетраэдр, который может быть получен из четырех нитей ДНК за один шаг, изображенный в верхней части этой статьи.[1]

Наноструктуры произвольной, нерегулярной формы обычно изготавливают с использованием ДНК оригами метод. Эти структуры состоят из длинной естественной вирусной цепи в качестве «каркаса», который заставляют складываться в желаемую форму с помощью компьютерно разработанных коротких «штапельных» цепей. Этот метод имеет преимущества простоты разработки, так как базовая последовательность предопределено последовательностью цепи каркаса и не требует высокой чистоты цепи и точности стехиометрия, как и большинство других методов ДНК-нанотехнологий. ДНК-оригами впервые было продемонстрировано для двумерных форм, таких как улыбающееся лицо, грубая карта Западного полушария и картина Моны Лизы.[26][29][30] Твердые трехмерные структуры можно создать, используя параллельные спирали ДНК, расположенные в виде сот.[31] а конструкции с двумерными гранями могут складываться в полую общую трехмерную форму, подобную картонной коробке. Их можно запрограммировать на открытие и выявление или высвобождение молекулярного груза в ответ на стимул, что делает их потенциально полезными как программируемые. молекулярные клетки.[32][33]

Шаблонная сборка

Структуры нуклеиновых кислот могут быть созданы для включения молекул, отличных от нуклеиновых кислот, иногда называемых гетероэлементами, включая белки, металлические наночастицы, квантовые точки, и фуллерены. Это позволяет создавать материалы и устройства с гораздо большим набором функций, чем это возможно с использованием одних только нуклеиновых кислот. Цель состоит в том, чтобы использовать самосборку структур нуклеиновых кислот для создания шаблона сборки наночастиц, размещенных на них, контролируя их положение и в некоторых случаях ориентацию.[26][34]Многие из этих схем используют схему ковалентного присоединения с использованием олигонуклеотидов с амид или же тиол функциональные группы как химический рычаг для связывания гетероэлементов. Эта схема ковалентного связывания была использована для организации наночастицы золота на массиве на основе DX,[35]и устроить стрептавидин молекулы белка в определенные паттерны на массиве DX.[36]Схема нековалентного хостинга с использованием Дерван полиамиды на массиве DX использовали для размещения белков стрептавидина в определенном порядке на массиве DX.[37] Углеродные нанотрубки размещены на массивах ДНК в виде узора, позволяющего сборке действовать как молекулярная электроника устройство, а полевой транзистор из углеродных нанотрубок.[38] Кроме того, существуют методы металлизации нуклеиновой кислоты, в которых нуклеиновая кислота заменяется металлом, который принимает общую форму структуры исходной нуклеиновой кислоты,[39] и схемы использования наноструктур нуклеиновых кислот в качестве литография маски, переводя свой рисунок на твердую поверхность.[40]

Нанотехнология динамической ДНК

В динамической нанотехнологии ДНК часто используются реакции смещения цепи, опосредованные опорой на пальцы. В этом примере, красная прядь связывается с одноцепочечной области опоры на зеленой нити (область 1), а затем в миграция веток процесса через область 2, синяя нить смещается и освобождается от комплекса. Подобные реакции используются для динамической реконфигурации или сборки наноструктур нуклеиновых кислот. Кроме того, красные и синие нити могут использоваться как сигналы в молекулярная логика.

Нанотехнология динамической ДНК фокусируется на формировании систем нуклеиновых кислот со спроектированными динамическими функциями, связанными с их общей структурой, такими как вычисление и механическое движение. Существует некоторое совпадение между структурной и динамической нанотехнологиями ДНК, поскольку структуры могут формироваться посредством отжига и затем динамически реконфигурироваться, или их можно заставить формироваться динамически в первую очередь.[26][41]

Наномеханические устройства

Основная статья: Машина ДНК

Были созданы комплексы ДНК, которые изменяют свою конформацию при воздействии некоторого стимула, что делает их одной из форм наноробототехника. Эти структуры изначально формируются так же, как статические структуры, созданные в структурной нанотехнологии ДНК, но спроектированы так, что после первоначальной сборки возможна динамическая реконфигурация.[9][41] Самое раннее такое устройство использовало переход между B-ДНК и Z-ДНК формы для реагирования на изменение буфер условия, совершая скручивающее движение.[42]Эта зависимость от условий буфера заставляла все устройства менять состояние одновременно. Последующие системы могут изменять состояния в зависимости от наличия цепей управления, позволяя нескольким устройствам независимо работать в решении. Некоторые примеры таких систем - конструкция «молекулярного пинцета», которая имеет открытое и закрытое состояние,[43] устройство, которое могло переключаться с конформации паранемического кроссовера (PX) на конформацию с двойным переходом (JX2), претерпевая при этом вращательное движение,[44] и двумерный массив, который может динамически расширяться и сжиматься в ответ на управляющие нити.[45] Также были созданы структуры, которые динамически открываются или закрываются, потенциально действуя как молекулярная клетка, высвобождая или обнажая функциональный груз при открытии.[32][46][47]

ДНК-ходоки представляют собой класс наномашин нуклеиновых кислот, которые демонстрируют направленное движение по линейной дорожке. Было продемонстрировано большое количество схем.[41] Одна из стратегий состоит в том, чтобы управлять движением пешехода по дорожке с помощью контрольных прядей, которые необходимо последовательно добавлять вручную.[48][49] Другой подход - использовать рестрикционные ферменты или же дезоксирибозимы чтобы разрезать пряди и заставить ходунка двигаться вперед, что дает преимущество автономного бега.[50][51] Более поздняя система могла ходить по двумерной поверхности, а не по линейному пути, и продемонстрировала способность выборочно подбирать и перемещать молекулярные грузы.[52] Кроме того, был продемонстрирован линейный ходунок, который выполняет ДНК-шаблонный синтез по мере того, как шагающий продвигается по дорожке, обеспечивая автономный многоэтапный химический синтез, управляемый ходоком.[53] Функция синтетических ДНК-ходоков аналогична функциям белков динеина и кинезина.[54]

Каскады вытеснения прядей

Каскады реакций вытеснения цепей могут использоваться как для вычислительных, так и для структурных целей. Реакция замещения отдельной цепи включает выявление новой последовательности в ответ на присутствие некоторой цепи инициатора. Многие такие реакции можно связать с каскад где вновь обнаруженная выходная последовательность одной реакции может инициировать реакцию замещения другой цепи в другом месте. Это, в свою очередь, позволяет создавать сети химических реакций с множеством компонентов, демонстрирующих сложные вычислительные возможности и возможности обработки информации. Эти каскады становятся энергетически выгодными за счет образования новых пар оснований, и энтропия выгода от реакции разборки. Каскады смещения цепей допускают изотермическую операцию сборки или вычислительного процесса, в отличие от традиционных требований сборки нуклеиновых кислот для стадии термического отжига, когда температура повышается, а затем медленно понижается, чтобы гарантировать правильное формирование желаемой структуры. Они также могут поддержать каталитический функция инициатора, где менее одного эквивалента инициатора может привести к завершению реакции.[9][55]

Комплексы вытеснения прядей можно использовать для получения ворота молекулярной логики возможность сложных вычислений.[56] В отличие от традиционных электронных компьютеров, которые используют электрический ток В качестве входных и выходных сигналов молекулярные компьютеры используют концентрации определенных химических веществ в качестве сигналов. В случае схем замещения цепи нуклеиновой кислоты сигналом является присутствие цепей нуклеиновой кислоты, которые высвобождаются или потребляются посредством событий связывания и развязывания с другими цепями в комплексах замещения. Этот подход был использован для создания логические ворота такие как ворота И, ИЛИ и НЕ.[57] Совсем недавно была продемонстрирована четырехбитная схема, которая может вычислять квадратный корень целых чисел 0–15, используя систему ворот, содержащую 130 нитей ДНК.[58]

Еще одно применение каскадов смещения прядей - создание динамически собираемых структур. Они используют заколка для волос структура реагентов, так что, когда входная цепь связывается, вновь обнаруженная последовательность находится на той же молекуле, а не разбирается. Это позволяет добавлять новые открытые шпильки к растущему комплексу. Этот подход использовался для создания простых структур, таких как трех- и четырехлепестковые переходы и дендримеры.[55]

Приложения

Нанотехнология ДНК предоставляет один из немногих способов формирования сложных структур с точным контролем над наноразмерными функциями. Поле начинает видеть приложение для решения фундаментальная наука проблемы в структурная биология и биофизика. Самое раннее такое приложение, предусмотренное для данной области, и одно все еще находится в разработке, находится в кристаллография, где молекулы, которые трудно кристаллизовать по отдельности, могут быть расположены в трехмерной решетке нуклеиновых кислот, что позволяет определить их структуру. Еще одно применение - использование ДНК оригами стержни для замены жидкие кристаллы в остаточная дипольная связь эксперименты в ЯМР-спектроскопия белков; Использование ДНК-оригами выгодно, потому что, в отличие от жидких кристаллов, они толерантны к детергентам, необходимым для приостановки мембранные белки в растворе. ДНК-ходоки были использованы в качестве сборочных линий наноразмеров для перемещения наночастиц и направления химический синтез. Кроме того, структуры ДНК-оригами помогли в биофизических исследованиях фермент функция и сворачивание белка.[10][59]

Нанотехнология ДНК приближается к потенциальным приложениям в реальном мире. Способность массивов нуклеиновых кислот упорядочивать другие молекулы указывает на их потенциальные применения в электронике молекулярного масштаба. Сборка структуры нуклеиновой кислоты может быть использована для создания шаблона сборки молекулярных электронных элементов, таких как молекулярные провода, обеспечивая метод нанометрового контроля размещения и общей архитектуры устройства, аналогичный молекулярному макет.[10][26] Нанотехнологию ДНК сравнивают с концепцией программируемая материя из-за связи вычислений со свойствами материала.[60]

В исследовании, проведенном группой ученых из iNANO и CDNA центры в Орхусский университет, исследователи смогли сконструировать небольшую трехмерную коробку-оригами с возможностью переключения между двумя объектами. Предлагаемая наночастица характеризовалась атомно-силовая микроскопия (АСМ), просвечивающая электронная микроскопия (ТЕА) и Фёрстеровский резонансный перенос энергии (FRET). Было показано, что сконструированный ящик имеет уникальный механизм повторного включения, который позволяет ему многократно открываться и закрываться в ответ на уникальный набор ключей ДНК или РНК. Авторы предположили, что это «устройство ДНК потенциально может быть использовано для широкого круга приложений, таких как управление функцией отдельных молекул, контролируемая доставка лекарств и молекулярные вычисления».[61]

Существуют потенциальные применения ДНК-нанотехнологии в наномедицине, используя ее способность выполнять вычисления в биосовместимый формат для изготовления «умных лекарств» адресная доставка лекарств, а также для диагностический Приложения. Одна из таких исследуемых систем использует полый блок ДНК, содержащий белки, которые индуцируют апоптоз, или смерть клетки, которая открывается только в непосредственной близости от раковая клетка.[59][62] Кроме того, был интерес к экспрессии этих искусственных структур в сконструированных живых бактериальных клетках, скорее всего, с использованием записано РНК для сборки, хотя неизвестно, способны ли эти сложные структуры эффективно складываться или собираться в клетке. цитоплазма. В случае успеха это может позволить направленная эволюция наноструктур нуклеиновых кислот.[26] Ученые из Оксфордский университет сообщили о самосборке четырех коротких цепей синтетической ДНК в клетку, которая может проникать в клетки и выживать не менее 48 часов. Флуоресцентно меченая ДНК тетраэдры было обнаружено, что в лабораторных условиях человеческие почка клетки, несмотря на атаку клеточного ферменты через два дня. Этот эксперимент показал возможность доставки лекарств внутрь живых клеток с помощью «клетки» ДНК.[63][64] ДНК тетраэдр был использован для доставки РНК интерференция (RNAi) на мышиной модели, сообщила группа исследователей в Массачусетский технологический институт. Доставка мешающей РНК для лечения показала некоторый успех с использованием полимер или же липид, но есть пределы безопасности и неточное нацеливание, помимо короткого срока хранения в кровотоке. Наноструктура ДНК, созданная командой, состоит из шести нитей ДНК, образующих тетраэдр, с одной нитью РНК, прикрепленной к каждому из шести краев. Тетраэдр дополнительно снабжен целевым белком, три фолиевая кислота молекулы, которые приводят наночастицы ДНК к обильному рецепторы фолиевой кислоты найдено на некоторых опухолях. Результат показал, что экспрессия гена, нацеленная на РНКи, люцифераза, упала более чем вдвое. Это исследование показывает многообещающие перспективы использования ДНК-нанотехнологий в качестве эффективного инструмента для лечения с использованием появляющейся технологии интерференции РНК.[65][66] Тетраэдр ДНК также использовался для преодоления этого явления. множественная лекарственная устойчивость. Доксорубицин (DOX) конъюгировали с тетраэдром и загружали в клетки рака груди MCF-7, содержащие Р-гликопротеин насос для отвода лекарств. Результаты эксперимента показали, что DOX не откачивается, и апоптоз раковых клеток был достигнут. Тетраэдр без DOX загружали в клетки для проверки его биосовместимости, и сама структура не показала цитотоксичности.[67] Тетраэдр ДНК также использовался в качестве штрих-кода для профилирования субклеточной экспрессии и распределения белков в клетках в диагностических целях. Тетраэдрические наноструктуры показали усиленный сигнал из-за более высокой эффективности и стабильности мечения.[68]

Применение нанотехнологий ДНК в наномедицине также сосредоточено на имитации структуры и функций естественных мембранные белки с разработанными наноструктурами ДНК. В 2012 году Лангекер и другие.[69] представили структуру оригами ДНК в форме пор, которая может самовставляться в липидные мембраны через гидрофобный холестерин модификации и индуцируют ионные токи через мембрану. За этой первой демонстрацией синтетического ионного канала ДНК последовали различные конструкции, порождающие поры, начиная от одного Дуплекс ДНК,[70] для небольших конструкций на кафельной основе,[71][72][73][74][75] и большая трансмембранная ДНК оригами порины.[76] Подобен природному белку ионные каналы Таким образом, этот ансамбль синтетических аналогов, созданных ДНК, имеет проводимость на несколько порядков.Исследование мембранно-вставочного одиночного Дуплекс ДНК показали, что ток также должен протекать через поверхность раздела ДНК-липид, поскольку в конструкции отсутствует просвет центрального канала, который позволяет ионам проходить через липидный бислой. Это указывает на то, что липидная пора, индуцированная ДНК, имеет тороидальный формы, а не цилиндрической, как липидные группы переориентируйтесь, чтобы повернуться лицом к внедренной в мембрану части ДНК.[70] Исследователи из Кембриджский университет и Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн затем продемонстрировал, что такая тороидальная пора, индуцированная ДНК, может способствовать быстрому липидный флип-флоп между листочками липидного бислоя. Используя этот эффект, они разработали синтетическую ДНК, построенную на основе фермент который переворачивает липиды в биологических мембранах на порядки быстрее, чем встречающиеся в природе белки, называемые скрамбласы.[77] Эта разработка подчеркивает потенциал синтетических наноструктур ДНК для персонализированных лекарств и терапевтических средств.

Дизайн

Наноструктуры ДНК должны быть рационально разработанный так что отдельные цепи нуклеиновой кислоты будут собираться в желаемые структуры. Этот процесс обычно начинается с определения желаемого целевая структура или функция. Затем общий вторичная структура целевого комплекса определяется с указанием расположения цепей нуклеиновой кислоты в структуре и того, какие части этих цепей должны быть связаны друг с другом. Последний шаг - это первичная структура дизайн, который представляет собой спецификацию фактических последовательностей оснований каждой цепи нуклеиновой кислоты.[22][78]

Структурный дизайн

Первый шаг в разработке наноструктуры нуклеиновой кислоты - решить, как данная структура должна быть представлена ​​определенным расположением цепей нуклеиновой кислоты. На этом этапе проектирования определяется вторичная структура или положения пар оснований, которые удерживают отдельные нити вместе в желаемой форме.[22] Было продемонстрировано несколько подходов:

  • Строения из плитки. Этот подход разбивает целевую структуру на более мелкие единицы с сильным связыванием между нитями, содержащимися в каждой единице, и более слабым взаимодействием между единицами. Он часто используется для создания периодических решеток, но также может использоваться для реализации алгоритмической самосборки, что делает их платформой для ДНК-вычисления. Это была доминирующая стратегия дизайна, используемая с середины 1990-х до середины 2000-х, когда была разработана методология ДНК-оригами.[22][79]
  • Складные конструкции. Альтернативой подходу на основе плитки, подходы складывания делают наноструктуру из одной длинной нити, которая может либо иметь заданную последовательность, которая складывается из-за ее взаимодействия с самой собой, либо она может быть сложена в желаемую форму с помощью более коротких скоб. "пряди. Этот последний метод называется ДНК оригами, который позволяет формировать двумерные и трехмерные формы наноразмеров (см. Дискретные конструкции над).[26][29]
  • Динамическая сборка. Этот подход напрямую контролирует кинетика самосборки ДНК, определяя все средний шаги в механизм реакции в дополнение к конечному продукту. Это делается с использованием исходных материалов, которые принимают заколка для волос структура; затем они собираются в окончательную форму в каскад реакции в определенном порядке (см. Каскады вытеснения прядей ниже). Этот подход имеет то преимущество, что изотермически, при постоянной температуре. Это контрастирует с термодинамическими подходами, которые требуют термического отжиг этап, на котором требуется изменение температуры для запуска сборки и содействия правильному формированию желаемой структуры.[26][55]

Последовательный дизайн

Основная статья: Дизайн нуклеиновой кислоты

После того, как любой из вышеперечисленных подходов используется для создания вторичной структуры целевого комплекса, необходимо разработать фактическую последовательность нуклеотидов, которая сформирует желаемую структуру. Дизайн нуклеиновой кислоты - это процесс присвоения определенной последовательности оснований нуклеиновой кислоты каждой из составляющих цепей структуры, чтобы они ассоциировались в желаемую конформацию. Большинство методов имеют цель разработать последовательности так, чтобы целевая структура имела самый низкий энергия, и, таким образом, является наиболее термодинамически выгодным, в то время как неправильно собранные структуры имеют более высокие энергии и, таким образом, нежелательны. Это делается либо простым, более быстрым эвристический такие методы как минимизация симметрии последовательности, или используя полный ближайший сосед термодинамическая модель, которая более точна, но медленнее и требует больших вычислений. Геометрические модели используются для изучения третичная структура наноструктур и гарантировать, что комплексы не слишком напряженный.[78][80]

Дизайн нуклеиновой кислоты преследует те же цели, что и белковый дизайн. В обоих случаях последовательность мономеров предназначена для благоприятствования желаемой целевой структуре и неблагоприятного воздействия на другие структуры. Дизайн нуклеиновой кислоты имеет преимущество в том, что он намного проще в вычислительном отношении, чем дизайн белка, потому что простых правил спаривания оснований достаточно для прогнозирования энергетической предпочтительности структуры, и не требуется подробная информация об общем трехмерном складывании структуры. Это позволяет использовать простые эвристические методы, дающие экспериментально устойчивые конструкции. Структуры нуклеиновых кислот менее универсальны, чем белки, по своей функции из-за повышенной способности белков складываться в сложные структуры и ограниченного химического разнообразия четырех нуклеотиды по сравнению с двадцатью протеиногенные аминокислоты.[80]

материалы и методы

Гель-электрофорез методы, такие как этот анализ формации на DX-комплексе, используются для проверки правильности формирования желаемых структур. Каждая вертикальная полоса содержит серию полос, каждая из которых характерна для определенного промежуточный продукт реакции.

Последовательности цепей ДНК, составляющих целевую структуру, разрабатываются вычислительным методом с использованием молекулярное моделирование и термодинамическое моделирование программного обеспечения.[78][80] Сами нуклеиновые кислоты затем синтезируются с использованием стандартных синтез олигонуклеотидов методы, обычно автоматизированные в синтезатор олигонуклеотидов и цепи заказных последовательностей коммерчески доступны.[81] Пряди можно очистить денатурирующий гель-электрофорез если нужно,[82] и точные концентрации, определяемые с помощью любого из нескольких количественное определение нуклеиновых кислот методы с использованием ультрафиолетовая спектроскопия поглощения.[83]

Полностью сформированные целевые структуры можно проверить с помощью родные гель-электрофорез, который дает информацию о размере и форме комплексов нуклеиновых кислот. An анализ сдвига электрофоретической подвижности может оценить, включает ли структура все желаемые пряди.[84] Флуоресцентная маркировка и Фёрстеровский резонансный перенос энергии (FRET) иногда используются для характеристики структуры комплексов.[85]

Структуры нуклеиновых кислот могут быть непосредственно отображены с помощью атомно-силовая микроскопия, который хорошо подходит для протяженных двумерных структур, но менее полезен для дискретных трехмерных структур из-за взаимодействия наконечника микроскопа с хрупкой структурой нуклеиновой кислоты; просвечивающая электронная микроскопия и криоэлектронная микроскопия в этом случае часто используются. Расширенные трехмерные решетки анализируются Рентгеновская кристаллография.[86][87]

История

Ксилография Глубина (на фото) М. К. Эшер как сообщается, вдохновил Надриана Симана рассмотреть возможность использования трехмерных решеток ДНК для ориентации трудно кристаллизующихся молекул. Это привело к возникновению области нанотехнологий ДНК.

Концептуальные основы нанотехнологии ДНК были впервые заложены Надриан Симан в начале 1980-х гг.[88] Первоначальной мотивацией Симана было создание трехмерной решетки ДНК для ориентации других больших молекул, что упростило бы их кристаллографическое исследование за счет исключения сложного процесса получения чистых кристаллов. Сообщается, что эта идея пришла ему в голову в конце 1980 года, когда он осознал сходство гравюр на дереве. Глубина к М. К. Эшер и набор шестиконечных соединений ДНК.[3][89] В то время было известно несколько естественных разветвленных структур ДНК, в том числе ДНК вилка репликации и мобильный Холлидей Джанкшн, но идея Симана заключалась в том, что неподвижные соединения нуклеиновых кислот могут быть созданы путем правильного конструирования последовательностей цепей для удаления симметрии в собранной молекуле, и что эти неподвижные соединения в принципе могут быть объединены в жесткие кристаллические решетки. Первая теоретическая статья, предлагающая эту схему, была опубликована в 1982 году, а первая экспериментальная демонстрация неподвижного соединения ДНК была опубликована в следующем году.[5][26]

В 1991 году лаборатория Симана опубликовала отчет о синтезе куба из ДНК, первой синтетической трехмерной наноструктуры нуклеиновой кислоты, за которую он получил в 1995 году Премия Фейнмана в области нанотехнологий. Затем последовала ДНК усеченный октаэдр. Вскоре стало ясно, что эти структуры, многоугольные формы с гибкими стыками, как их вершины, были недостаточно жесткими, чтобы образовывать протяженные трехмерные решетки. Seeman разработал более жесткий двухместный кроссовер (DX). структурный мотив, а в 1998 г. в сотрудничестве с Эрик Винфри, опубликовал создание двумерных решеток из плиток DX.[3][88][90] Эти структуры на основе плиток имели то преимущество, что они обеспечивали возможность реализации вычислений ДНК, что было продемонстрировано Winfree и Поль Ротемунд в своей статье 2004 года об алгоритмической самосборке конструкции прокладки Серпинского, за которую они разделили премию Фейнмана 2006 года в области нанотехнологий. Ключевой вывод Winfree заключался в том, что плитки DX можно использовать как Ванская плитка, что означает, что их сборка может выполнять вычисления.[88] Синтез трехмерной решетки был наконец опубликован Симаном в 2009 году, почти через тридцать лет после того, как он намеревался его реализовать.[59]

Новые возможности для разработанных структур ДНК продолжали открываться на протяжении 2000-х годов. Первый ДНК-наномашина - мотив, который меняет свою структуру в ответ на ввод, - был продемонстрирован в 1999 г. Симаном. Усовершенствованная система, которая была первым устройством с нуклеиновой кислотой, в котором использовалось опосредованное зацеплением смещение цепи, была продемонстрирована Бернард Юрке в следующем году. Следующим шагом было преобразование этого в механическое движение, и в 2004 и 2005 годах группы Симана продемонстрировали несколько систем ДНК-ходоков. Найлз Пирс, Эндрю Турберфилд, и Чэндэ Мао.[41] Идея использования массивов ДНК для создания шаблона сборки других молекул, таких как наночастицы и белки, впервые предложенная Брюхом Робинсоном и Симаном в 1987 году,[91] был продемонстрирован в 2002 году Seeman, Kiehl et al.[92] и впоследствии многими другими группами.

В 2006 году Ротемунд впервые продемонстрировал ДНК оригами метод простого и надежного формирования свернутых структур ДНК произвольной формы. Ротемунд задумал этот метод как концептуально промежуточное звено между DX-решетками Симана, в которых использовалось много коротких нитей, и Уильям Ши октаэдр ДНК, который состоял в основном из одной очень длинной нити. ДНК-оригами Ротемунда содержит длинную нить, сворачиванию которой помогают несколько коротких нитей. Этот метод позволил сформировать структуры гораздо большего размера, чем это было возможно ранее, и которые технически менее требовательны для проектирования и синтеза.[90] ДНК-оригами было прикрытием Природа 15 марта 2006 г.[29] За исследованиями Ротемунда, демонстрирующими двумерные структуры ДНК-оригами, последовала демонстрация твердого трехмерного ДНК-оригами Дугласом. и другие. в 2009,[31] в то время как лаборатории Йорген Кьемс и Ян продемонстрировали полые трехмерные структуры, состоящие из двухмерных граней.[59]

Первоначально нанотехнология ДНК вызвала некоторый скептицизм из-за необычного небиологического использования нуклеиновых кислот в качестве материалов для построения структур и выполнения вычислений, а также преобладания Доказательство принципа эксперименты, расширяющие возможности этой области, но далекие от реальных приложений. Статья Симана 1991 года о синтезе куба ДНК была отклонена журналом. Наука после того, как один рецензент похвалил его оригинальность, а другой раскритиковал его за отсутствие биологической значимости.[93] К началу 2010-х годов считалось, что эта область расширила свои возможности до такой степени, что начали реализовываться приложения для фундаментальных научных исследований, а практическое применение в медицине и других областях стало считаться возможным.[59][94] Область выросла с очень небольшого числа действующих лабораторий в 2001 году до по крайней мере 60 в 2010 году, что увеличило кадровый резерв и, следовательно, количество научных достижений в этой области за это десятилетие.[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Многогранники ДНК: Goodman, Russel P .; Schaap, Iwan A. T .; Tardin, C.F .; Erben, Christof M .; Берри, Ричард М .; Schmidt, C.F .; Турберфилд, Эндрю Дж. (9 декабря 2005 г.). «Быстрая хиральная сборка жестких строительных блоков ДНК для молекулярного нанопроизводства». Наука. 310 (5754): 1661–1665. Bibcode:2005Наука ... 310.1661G. Дои:10.1126 / наука.1120367. PMID  16339440. S2CID  13678773.
  2. ^ а б c Обзор: Мао, Чэндэ (декабрь 2004 г.). «Возникновение сложности: уроки ДНК». PLOS Биология. 2 (12): 2036–2038. Дои:10.1371 / journal.pbio.0020431. ЧВК  535573. PMID  15597116.
  3. ^ а б c d е Обзор: Симан, Надриан К. (июнь 2004 г.). «Нанотехнологии и двойная спираль». Scientific American. 290 (6): 64–75. Bibcode:2004SciAm.290f..64S. Дои:10.1038 / scientificamerican0604-64. PMID  15195395.
  4. ^ Фон: Пелеско, Джон А. (2007). Самосборка: наука о вещах, которые соединяются вместе. Нью-Йорк: Chapman & Hall / CRC. С. 5, 7. ISBN  978-1-58488-687-7.
  5. ^ а б c d е Обзор: Симан, Надриан К. (2010). «Наноматериалы на основе ДНК». Ежегодный обзор биохимии. 79: 65–87. Дои:10.1146 / annurev-biochem-060308-102244. ЧВК  3454582. PMID  20222824.
  6. ^ Фон: Лонг, Эрик С. (1996). «Основы нуклеиновых кислот». В Hecht, Сидней М. (ред.). Биоорганическая химия: нуклеиновые кислоты. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 4–10. ISBN  978-0-19-508467-2.
  7. ^ РНК нанотехнологии: Хворос, Аркадиуш; Северкан, Исил; Койфман, Алексей Юрьевич .; Вейнкам, Патрик; Оруджев, Эмин; Hansma, Helen G .; Джегер, Люк (2004). «Создание программируемых головоломок с РНК». Наука. 306 (5704): 2068–2072. Bibcode:2004Наука ... 306.2068C. Дои:10.1126 / science.1104686. PMID  15604402. S2CID  9296608.
  8. ^ РНК нанотехнологии: Го, Пэйсюань (2010). "Новое направление нанотехнологий РНК". Природа Нанотехнологии. 5 (12): 833–842. Bibcode:2010НатНа ... 5..833Г. Дои:10.1038 / nnano.2010.231. ЧВК  3149862. PMID  21102465.
  9. ^ а б c d Нанотехнология динамической ДНК: Zhang, D. Y .; Силиг, Г. (февраль 2011 г.). «Динамическая нанотехнология ДНК с использованием реакций смещения цепи». Химия природы. 3 (2): 103–113. Bibcode:2011НатЧ ... 3..103Z. Дои:10.1038 / nchem.957. PMID  21258382.
  10. ^ а б c d е Структурная нанотехнология ДНК: Симан, Надриан К. (ноябрь 2007 г.). «Обзор структурной нанотехнологии ДНК». Молекулярная биотехнология. 37 (3): 246–257. Дои:10.1007 / s12033-007-0059-4. ЧВК  3479651. PMID  17952671.
  11. ^ Нанотехнология динамической ДНК: Lu, Y .; Лю Дж. (Декабрь 2006 г.). «Функциональная ДНК-нанотехнология: новые области применения ДНКзимов и аптамеров». Текущее мнение в области биотехнологии. 17 (6): 580–588. Дои:10.1016 / j.copbio.2006.10.004. PMID  17056247.
  12. ^ Другие массивы: Сильный, Майкл (март 2004 г.). «Белковые наномашины». PLOS Биология. 2 (3): e73. Дои:10.1371 / journal.pbio.0020073. ЧВК  368168. PMID  15024422.
  13. ^ Ян, Х .; Park, S. H .; Финкельштейн, G .; Reif, J. H .; Лабин, Т. Х. (26 сентября 2003 г.). «ДНК-шаблонная самосборка белковых массивов и высокопроводящих нанопроволок». Наука. 301 (5641): 1882–1884. Bibcode:2003Наука ... 301.1882Y. Дои:10.1126 / science.1089389. PMID  14512621. S2CID  137635908.
  14. ^ а б Алгоритмическая самосборка: Ротемунд, Пол В. К .; Пападакис, Ник; Уинфри, Эрик (декабрь 2004 г.). «Алгоритмическая самосборка треугольников Серпинского ДНК». PLOS Биология. 2 (12): 2041–2053. Дои:10.1371 / journal.pbio.0020424. ЧВК  534809. PMID  15583715.
  15. ^ Массивы DX: Уинфри, Эрик; Лю, Фуронг; Венцлер, Лиза А .; Симан, Надриан К. (6 августа 1998 г.). «Конструирование и самосборка двумерных кристаллов ДНК». Природа. 394 (6693): 529–544. Bibcode:1998Натура.394..539Вт. Дои:10.1038/28998. PMID  9707114. S2CID  4385579.
  16. ^ Массивы DX: Лю, Фуронг; Ша, Руоцзе; Симан, Надриан К. (10 февраля 1999 г.). «Изменение поверхностных характеристик двумерных кристаллов ДНК». Журнал Американского химического общества. 121 (5): 917–922. Дои:10.1021 / ja982824a.
  17. ^ Другие массивы: Мао, Чэндэ; Солнце, Вэйцюн; Симан, Надриан К. (16 июня 1999 г.). «Разработаны двумерные массивы соединений Холлидея ДНК, визуализированные с помощью атомно-силовой микроскопии». Журнал Американского химического общества. 121 (23): 5437–5443. Дои:10.1021 / ja9900398.
  18. ^ Другие массивы: Константину, Памела Э .; Ван, Тонг; Копач, Йенс; Израиль, Лиза Б .; Чжан, Сяопин; Дин, Баоцюань; Шерман, Уильям Б .; Ван, Син; Чжэн, Цзяньпин; Ша, Руоцзе; Симан, Надриан К. (21 сентября 2006 г.). «Двойная когезия в структурной нанотехнологии ДНК». Органическая и биомолекулярная химия. 4 (18): 3414–3419. Дои:10.1039 / b605212f. ЧВК  3491902. PMID  17036134.
  19. ^ Другие массивы: Матьё, Фредерик; Ляо, Доставка; Копач, Йенс; Ван, Тонг; Мао, Чэндэ; Симан, Надриан К. (апрель 2005 г.). «Шесть спиралей, созданные из ДНК». Нано буквы. 5 (4): 661–665. Bibcode:2005NanoL ... 5..661M. Дои:10.1021 / nl050084f. ЧВК  3464188. PMID  15826105.
  20. ^ а б c История: Симан, Надриан (9 июня 2010 г.). «Структурная нанотехнология ДНК: растет вместе с нано-буквами». Нано буквы. 10 (6): 1971–1978. Bibcode:2010NanoL..10.1971S. Дои:10.1021 / nl101262u. ЧВК  2901229. PMID  20486672.
  21. ^ Алгоритмическая самосборка: Бариш, Роберт Д.; Ротемунд, Пол В. К .; Уинфри, Эрик (декабрь 2005 г.). «Два вычислительных примитива для алгоритмической самосборки: копирование и счет». Нано буквы. 5 (12): 2586–2592. Bibcode:2005NanoL ... 5.2586B. CiteSeerX  10.1.1.155.676. Дои:10.1021 / nl052038l. PMID  16351220.
  22. ^ а б c d Дизайн: Feldkamp, ​​U .; Нимейер, К. М. (13 марта 2006 г.). «Рациональный дизайн наноархитектур ДНК». Angewandte Chemie International Edition. 45 (12): 1856–1876. Дои:10.1002 / anie.200502358. PMID  16470892.
  23. ^ ДНК-нанотрубки: Ротемунд, Пол В. К .; Экани-Нкодо, Аксель; Пападакис, Ник; Кумар, Ашиш; Файгенсон, Дебора Кучнир; Уинфри, Эрик (22 декабря 2004 г.). «Дизайн и характеристика программируемых ДНК-нанотрубок» (PDF). Журнал Американского химического общества. 126 (50): 16344–16352. Дои:10.1021 / ja044319l. PMID  15600335.
  24. ^ Нанотрубки ДНК: Инь, П .; Hariadi, R. F .; Sahu, S .; Чой, Х. М. Т .; Park, S. H .; Labean, T. H .; Рейф, Дж. Х. (8 августа 2008 г.). «Программирование окружностей трубок ДНК» (PDF). Наука. 321 (5890): 824–826. Bibcode:2008Научный ... 321..824Y. Дои:10.1126 / science.1157312. PMID  18687961. S2CID  12100380.
  25. ^ Трехмерные массивы: Чжэн, Цзяньпин; Birktoft, Jens J .; Чен, Йи; Ван, Тонг; Ша, Руоцзе; Константину, Памела Э .; Ginell, Stephan L .; Мао, Чэндэ; Симан, Надриан К. (3 сентября 2009 г.). «От молекулярного к макроскопическому за счет рациональной конструкции самособирающегося трехмерного кристалла ДНК». Природа. 461 (7260): 74–77. Bibcode:2009Натура 461 ... 74Z. Дои:10.1038 / природа08274. ЧВК  2764300. PMID  19727196.
  26. ^ а б c d е ж грамм час я Обзор: Pinheiro, A. V .; Рука.; Shih, W. M .; Ян, Х. (декабрь 2011 г.). «Вызовы и возможности структурной нанотехнологии ДНК». Природа Нанотехнологии. 6 (12): 763–772. Bibcode:2011НатНа ... 6..763П. Дои:10.1038 / nnano.2011.187. ЧВК  3334823. PMID  22056726.
  27. ^ Многогранники ДНК: Чжан, Юйвэнь; Симан, Надриан К. (1 марта 1994 г.). «Построение ДНК-усеченного октаэдра». Журнал Американского химического общества. 116 (5): 1661–1669. Дои:10.1021 / ja00084a006.
  28. ^ Многогранники ДНК: Ши, Уильям М .; Quispe, Joel D .; Джойс, Джеральд Ф. (12 февраля 2004 г.). «Одноцепочечная ДНК длиной 1,7 тыс. Оснований, которая складывается в наноразмерный октаэдр». Природа. 427 (6975): 618–621. Bibcode:2004Натура.427..618S. Дои:10.1038 / природа02307. PMID  14961116. S2CID  4419579.
  29. ^ а б c ДНК оригами: Ротемунд, Пол В. К. (16 марта 2006 г.). «Складывание ДНК для создания наноразмерных форм и узоров» (PDF). Природа. 440 (7082): 297–302. Bibcode:2006Натура.440..297R. Дои:10.1038 / природа04586. PMID  16541064. S2CID  4316391.
  30. ^ Тихомиров, Григорий; Петерсен, Филипп; Цянь, Лулу (декабрь 2017 г.). «Фрактальная сборка массивов ДНК-оригами микрометрового размера с произвольными узорами» (PDF). Природа. 552 (7683): 67–71. Bibcode:2017Натура 552 ... 67 т. Дои:10.1038 / природа24655. ISSN  1476-4687. PMID  29219965. S2CID  4455780.
  31. ^ а б ДНК оригами: Дуглас, Шон М .; Дитц, Хендрик; Лидл, Тим; Хёгберг, Бьёрн; Граф, Франциска; Ши, Уильям М. (21 мая 2009 г.). «Самосборка ДНК в наноразмерные трехмерные формы». Природа. 459 (7245): 414–418. Bibcode:2009Натура.459..414D. Дои:10.1038 / природа08016. ЧВК  2688462. PMID  19458720.
  32. ^ а б Ящики ДНК: Andersen, Ebbe S .; Донг, Миндон; Nielsen, Morten M .; Ян, Каспер; Субрамани, Рамеш; Мамдух, Ваэль; Golas, Monika M .; Сандер, Бьорн; и другие. (7 мая 2009 г.). «Самостоятельная сборка наноразмерной коробки ДНК с управляемой крышкой». Природа. 459 (7243): 73–76. Bibcode:2009Натура 459 ... 73А. Дои:10.1038 / природа07971. HDL:11858 / 00-001M-0000-0010-9363-9. PMID  19424153. S2CID  4430815.
  33. ^ Ящики ДНК: Кэ, Юнган; Шарма, Джасвиндер; Лю, Минхуэй; Ян, Каспер; Лю, Ян; Янь, Хао (10 июня 2009 г.). «Каркасное ДНК-оригами из молекулярного контейнера ДНК-тетраэдра». Нано буквы. 9 (6): 2445–2447. Bibcode:2009NanoL ... 9,2445 К. Дои:10.1021 / nl901165f. PMID  19419184.
  34. ^ Обзор: Endo, M .; Сугияма, Х. (12 октября 2009 г.). «Химические подходы к нанотехнологии ДНК». ChemBioChem. 10 (15): 2420–2443. Дои:10.1002 / cbic.200900286. PMID  19714700. S2CID  205554125.
  35. ^ Наноархитектура: Чжэн, Цзивэнь; Константину, Памела Э .; Майкл, Кристина; Аливисатос, А. Пол; Kiehl, Richard A .; Симан Надриан К. (июль 2006 г.). «2D-массивы наночастиц демонстрируют организационную силу надежных мотивов ДНК». Нано буквы. 6 (7): 1502–1504. Bibcode:2006NanoL ... 6.1502Z. Дои:10.1021 / nl060994c. ЧВК  3465979. PMID  16834438.
  36. ^ Наноархитектура: Пак, Сунг Ха; Пистолет Константин; Ан, Санг Юнг; Рейф, Джон Х .; Lebeck, Alvin R .; Дуайер, Крис; Лабин, Томас Х. (октябрь 2006 г.). «Полностью адресуемые решетки фрагментов ДНК конечного размера, сформированные с помощью процедур иерархической сборки». Angewandte Chemie. 118 (40): 749–753. Дои:10.1002 / ange.200690141. PMID  16374784.
  37. ^ Наноархитектура: Коэн, Джастин Д .; Садовски, Джон П .; Дерван, Питер Б. (22 октября 2007 г.). «Обращение к одиночным молекулам на наноструктурах ДНК» (PDF). Angewandte Chemie International Edition. 46 (42): 7956–7959. Дои:10.1002 / anie.200702767. PMID  17763481.
  38. ^ Наноархитектура: Maune, Hareem T .; Хан, Си-Пин; Бариш, Роберт Д.; Бократ, Марк; Годдард III, Уильям А .; Ротемунд, Пол В. К .; Уинфри, Эрик (январь 2009 г.). «Самосборка углеродных нанотрубок в двумерную геометрию с использованием шаблонов ДНК оригами» (PDF). Природа Нанотехнологии. 5 (1): 61–66. Bibcode:2010НатНа ... 5 ... 61M. Дои:10.1038 / nnano.2009.311. PMID  19898497.
  39. ^ Наноархитектура: Liu, J .; Geng, Y .; Фунт, E .; Gyawali, S .; Ashton, J. R .; Hickey, J .; Вулли, А. Т .; Харб, Дж. Н. (22 марта 2011 г.). «Металлизация разветвленной ДНК оригами для изготовления наноэлектронных схем». САУ Нано. 5 (3): 2240–2247. Дои:10.1021 / nn1035075. PMID  21323323.
  40. ^ Наноархитектура: Deng, Z .; Мао, К. (6 августа 2004 г.). «Молекулярная литография с наноструктурами ДНК». Angewandte Chemie International Edition. 43 (31): 4068–4070. Дои:10.1002 / anie.200460257. PMID  15300697.
  41. ^ а б c d Машины ДНК: Бат, Джонатан; Турберфилд, Эндрю Дж. (Май 2007 г.). «ДНК-наномашины». Природа Нанотехнологии. 2 (5): 275–284. Bibcode:2007НатНа ... 2..275Б. Дои:10.1038 / nnano.2007.104. PMID  18654284.
  42. ^ Машины ДНК: Мао, Чэндэ; Солнце, Вэйцюн; Шен, Чжиюн; Симан, Надриан К. (14 января 1999 г.). «Наномеханическое устройство ДНК на основе перехода B-Z». Природа. 397 (6715): 144–146. Bibcode:1999Натура.397..144М. Дои:10.1038/16437. PMID  9923675. S2CID  4406177.
  43. ^ Машины ДНК: Юрке, Бернард; Турберфилд, Эндрю Дж .; Миллс, Аллен П., младший; Зиммель, Фридрих С .; Нойман, Дженнифер Л. (10 августа 2000 г.). «Молекулярная машина на основе ДНК, сделанная из ДНК». Природа. 406 (6796): 605–609. Bibcode:2000Натура.406..605л. Дои:10.1038/35020524. PMID  10949296. S2CID  2064216.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  44. ^ Машины ДНК: Ян, Хао; Чжан, Сяопин; Шен, Чжиюн; Симан, Надриан К. (3 января 2002 г.). «Надежное механическое устройство ДНК, управляемое топологией гибридизации». Природа. 415 (6867): 62–65. Bibcode:2002Натура 415 ... 62л. Дои:10.1038 / 415062a. PMID  11780115. S2CID  52801697.
  45. ^ Машины ДНК: Feng, L .; Park, S. H .; Reif, J. H .; Ян, Х. (22 сентября 2003 г.). «Решетка ДНК с двумя состояниями, переключаемая наноактуатором ДНК». Angewandte Chemie. 115 (36): 4478–4482. Дои:10.1002 / ange.200351818. PMID  14502706.
  46. ^ Машины ДНК: Goodman, R.P .; Heilemann, M .; Doose, S. R .; Erben, C.M .; Капанидис, А. Н .; Турберфилд, А. Дж. (Февраль 2008 г.). «Реконфигурируемые трехмерные трехмерные наноструктуры ДНК». Природа Нанотехнологии. 3 (2): 93–96. Bibcode:2008НатНа ... 3 ... 93Г. Дои:10.1038 / nnano.2008.3. PMID  18654468.
  47. ^ Приложения: Дуглас, Шон М .; Бачелет, Идо; Церковь, Джордж М. (17 февраля 2012 г.). «Наноробот с логическим управлением для целевой транспортировки молекулярных грузов». Наука. 335 (6070): 831–834. Bibcode:2012Наука ... 335..831D. Дои:10.1126 / science.1214081. PMID  22344439. S2CID  9866509.
  48. ^ ДНК-ходоки: Шин, Джонг-Шик; Пирс, Найлз А. (8 сентября 2004 г.). «Синтетический ДНК-ходок для молекулярного транспорта» (PDF). Журнал Американского химического общества. 126 (35): 10834–10835. Дои:10.1021 / ja047543j. PMID  15339155.
  49. ^ ДНК-ходоки: Шерман, Уильям Б .; Симан, Надриан К. (июль 2004 г.). «Точно управляемое устройство для ходьбы на двух ногах по ДНК». Нано буквы. 4 (7): 1203–1207. Bibcode:2004NanoL ... 4.1203S. Дои:10.1021 / nl049527q.
  50. ^ ДНК-ходоки: Тиан, Е; Эй ты; Чен, Йи; Инь, Пэн; Мао, Чэндэ (11 июля 2005 г.). «ДНКзим, который процессивно и автономно движется по одномерному треку». Angewandte Chemie. 117 (28): 4429–4432. Дои:10.1002 / ange.200500703.
  51. ^ ДНК-ходоки: Бат, Джонатан; Грин, Саймон Дж .; Турберфилд, Эндрю Дж. (11 июля 2005 г.). «Свободно работающий мотор ДНК, работающий от никелирующего фермента». Angewandte Chemie International Edition. 44 (28): 4358–4361. Дои:10.1002 / anie.200501262. PMID  15959864.
  52. ^ Функциональные ходоки ДНК: Лунд, Кайл; Манзо, Энтони Дж .; Дабби, Надин; Микелотти, Николь; Джонсон-Бак, Александр; Нангрив, Жанетт; Тейлор, Стивен; Пей, Ренджун; Стоянович, Милан Н .; Вальтер, Нильс Дж .; Уинфри, Эрик; Янь, Хао (13 мая 2010 г.). «Молекулярные роботы, ориентирующиеся на предписывающий ландшафт». Природа. 465 (7295): 206–210. Bibcode:2010Натура.465..206л. Дои:10.1038 / природа09012. ЧВК  2907518. PMID  20463735.
  53. ^ Функциональные ходоки ДНК: Эй ты; Лю, Дэвид Р. (ноябрь 2010 г.). «Автономный многоступенчатый органический синтез в едином изотермическом растворе с помощью ДНК-ходока». Природа Нанотехнологии. 5 (11): 778–782. Bibcode:2010НатНа ... 5..778H. Дои:10.1038 / nnano.2010.190. ЧВК  2974042. PMID  20935654.
  54. ^ Пан, Дж; Ли, Ф; Ча, ТГ; Чен, Н; Цой, JH (2015). «Недавний прогресс в разработке ходунков на основе ДНК». Текущее мнение в области биотехнологии. 34: 56–64. Дои:10.1016 / j.copbio.2014.11.017. PMID  25498478.
  55. ^ а б c Кинетическая сборка: Инь, Пэн; Чой, Гарри М. Т .; Calvert, Colby R .; Пирс, Найлз А. (17 января 2008 г.). «Программирование биомолекулярных путей самосборки» (PDF). Природа. 451 (7176): 318–322. Bibcode:2008Натура.451..318Y. Дои:10.1038 / природа06451. PMID  18202654. S2CID  4354536.
  56. ^ Нечеткие и логические логические элементы на основе ДНК: Задеган, Р. М .; Джепсен, М. Д. Э .; Hildebrandt, L. L .; Биркедал, В .; Кьемс, Дж. Р. (2015). «Построение нечетких логических вентилей на основе ДНК». Маленький. 11 (15): 1811–7. Дои:10.1002 / smll.201402755. PMID  25565140.
  57. ^ Каскады вытеснения прядей: Seelig, G .; Соловейчик, Д .; Zhang, D. Y .; Уинфри, Э. (8 декабря 2006 г.). «Логические схемы безферментных нуклеиновых кислот» (PDF). Наука. 314 (5805): 1585–1588. Bibcode:2006Научный ... 314.1585S. Дои:10.1126 / наука.1132493. PMID  17158324. S2CID  10966324.
  58. ^ Каскады вытеснения прядей: Цянь, Лулу; Уинфри, Эрик (3 июня 2011 г.). «Масштабирование вычислений цифровых схем с помощью каскадов смещения нити ДНК». Наука. 332 (6034): 1196–1201. Bibcode:2011Научный ... 332.1196Q. Дои:10.1126 / science.1200520. PMID  21636773. S2CID  10053541.
  59. ^ а б c d е История / приложения: Сервис, Роберт Ф. (3 июня 2011 г.). «ДНК-нанотехнология растет». Наука. 332 (6034): 1140–1143. Bibcode:2011Научный ... 332.1140S. Дои:10.1126 / science.332.6034.1140. PMID  21636754.
  60. ^ Приложения: Ритман, Эдвард А.(2001). Молекулярная инженерия наносистем. Springer. С. 209–212. ISBN  978-0-387-98988-4. Получено 17 апреля 2011.
  61. ^ М. Задеган, Реза; и другие. (2012). «Конструирование переключаемого 3D-блока ДНК оригами из 4 зептолитров». САУ Нано. 6 (11): 10050–10053. Дои:10.1021 / nn303767b. PMID  23030709.
  62. ^ Приложения: Юнгманн, Ральф; Реннер, Стефан; Зиммель, Фридрих К. (март 2008 г.). «От ДНК-нанотехнологий к синтетической биологии». Журнал HFSP. 2 (2): 99–109. Дои:10.2976/1.2896331. ЧВК  2645571. PMID  19404476.
  63. ^ Лови, Ховард (5 июля 2011 г.). «Клетки ДНК могут высвобождать лекарства внутри клеток». fiercedrugdelivery.com. Получено 22 сентября 2013.
  64. ^ Уолш, Энтони; Инь, Хай; Эрбен, Кристоф; Вуд, Мэтью; Турберфилд, Эндрю (2011). «Доставка ДНК-клетки в клетки млекопитающих». САУ Нано. 5 (7): 5427–5432. Дои:10.1021 / nn2005574. PMID  21696187.
  65. ^ Трафтон, Энн (4 июня 2012 г.). «Исследователи добиваются РНК-интерференции в более легкой упаковке». Новости MIT. Получено 22 сентября 2013.
  66. ^ Ли, Хюкджин; Литтон-Жан, Эбигейл; Чен, Йи; С любовью, Кевин; Парк, Анджела; Караджаннис, Эммануил; Сегал, Альфика; Querbes, Уильям; и другие. (2012). «Молекулярно самоорганизующиеся наночастицы нуклеиновой кислоты для нацеленной доставки миРНК in vivo». Природа Нанотехнологии. 7 (6): 389–393. Bibcode:2012НатНа ... 7..389л. Дои:10.1038 / NNANO.2012.73. ЧВК  3898745. PMID  22659608.
  67. ^ Ким, Кён-Ран; Ким, Да-Рэй; Ли, Тэмин; Йи, Джи Ён; Ким, Бён Су; Квон, Ик Чан; Ан, Даэ-Ро (2013). «Доставка лекарств с помощью самособирающегося тетраэдра ДНК для преодоления лекарственной устойчивости в клетках рака груди». Химические коммуникации. 49 (20): 2010–2. Дои:10,1039 / c3cc38693g. ISSN  1359-7345. PMID  23380739.
  68. ^ Сундах, Ной Р .; Хо, Николас Р. Й .; Лим, Геок Сун; Наталья, Аугиния; Дин, Сяньгуан; Лю, Ю; Сит, Джу И; Чан, Чинг Ван; Ло, Цзе Пинг; Шао, Хуэйлинь (2019). «Наноструктуры ДНК со штрих-кодом для мультиплексного профилирования субклеточного распределения белков». Природа Биомедицинская инженерия. 3 (9): 684–694. Дои:10.1038 / s41551-019-0417-0. PMID  31285580. S2CID  195825879.
  69. ^ Ионные каналы ДНК: Лангекер, М; Арнаут, V; Мартин, Т.Г.; Список, Дж; Реннер, S; Майер, М; Дитц, H; Зиммель, ФК (16 ноября 2012 г.). «Синтетические липидные мембранные каналы, образованные разработанными наноструктурами ДНК». Наука. 338 (6109): 932–936. Bibcode:2012Sci ... 338..932L. Дои:10.1126 / science.1225624. ЧВК  3716461. PMID  23161995.
  70. ^ а б Ионные каналы ДНК: Göpfrich, K; Li, CY; Мамес, я; Bhamidimarri, SP; Ricci, M; Ю, Дж; Мамес, А; Оманн, А; Винтерхальтер, М; Stulz, E; Аксиментьев А; Кейзер, UF (13 июля 2016 г.). «Ионные каналы, сделанные из одинарного мембранного дуплекса ДНК». Нано буквы. 16 (7): 4665–4669. Bibcode:2016NanoL..16.4665G. Дои:10.1021 / acs.nanolett.6b02039. ЧВК  4948918. PMID  27324157.
  71. ^ Ионные каналы ДНК: Бернс, младший; Stulz, E; Ховорка, С (12 июня 2013 г.). «Самособирающиеся нанопоры ДНК, которые покрывают липидные бислои». Нано буквы. 13 (6): 2351–2356. Bibcode:2013НаноЛ..13.2351Б. CiteSeerX  10.1.1.659.7660. Дои:10.1021 / nl304147f. PMID  23611515.
  72. ^ Ионные каналы ДНК: Бернс, младший; Göpfrich, K; Вуд, JW; Thacker, VV; Stulz, E; Keyser, UF; Ховорка, С (11 ноября 2013 г.). «Липидно-бислойные нанопоры ДНК с бифункциональным порфириновым якорем». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 52 (46): 12069–12072. Дои:10.1002 / anie.201305765. ЧВК  4016739. PMID  24014236.
  73. ^ Ионные каналы ДНК: Зейферт, А; Göpfrich, K; Бернс, младший; Фертиг, Н; Keyser, UF; Ховорка, С (24 февраля 2015 г.). «Двухслойные нанопоры ДНК с переключением напряжения между открытым и закрытым состоянием». САУ Нано. 9 (2): 1117–1126. Дои:10.1021 / nn5039433. ЧВК  4508203. PMID  25338165.
  74. ^ Ионные каналы ДНК: Гепфрих, Керстин; Зеттл, Томас; Meijering, Anna E.C .; Эрнандес-Айнса, Сильвия; Коджабей, Самет; Лидл, Тим; Кейзер, Ульрих Ф. (8 апреля 2015 г.). «Структуры ДНК-плитки индуцируют ионные токи через липидные мембраны». Нано буквы. 15 (5): 3134–3138. Bibcode:2015NanoL..15.3134G. Дои:10.1021 / acs.nanolett.5b00189. PMID  25816075.
  75. ^ Ионные каналы ДНК: Бернс, Джонатан Р .; Зейферт, Астрид; Фертиг, Нильс; Ховорка, Стефан (11 января 2016 г.). «Биомиметический канал на основе ДНК для контролируемого лигандами транспорта заряженных молекулярных грузов через биологическую мембрану» (PDF). Природа Нанотехнологии. 11 (2): 152–156. Bibcode:2016НатНа..11..152Б. Дои:10.1038 / nnano.2015.279. PMID  26751170.
  76. ^ Ионные каналы ДНК: Гепфрих, Керстин; Ли, Чен-Ю; Риччи, Мария; Бхамидимарри, Сатья Пратйуша; Ю, Чеджун; Гьенес, Берталан; Оманн, Александр; Винтерхальтер, Матиас; Аксиментьев Алексей; Кейзер, Ульрих Ф. (23 августа 2016 г.). «Трансмембранный порин с большой проводимостью, сделанный из ДНК оригами». САУ Нано. 10 (9): 8207–8214. Дои:10.1021 / acsnano.6b03759. ЧВК  5043419. PMID  27504755.
  77. ^ ДНК-скрамблаза: Оманн, Александр; Ли, Чен-Ю; Маффео, Кристофер; Аль-Нахас, Карим; Baumann, Kevin N .; Гепфрих, Керстин; Ю, Чеджун; Кейзер, Ульрих Ф .; Аксиментьев, Алексей (21 июня 2018 г.). "Синтетический фермент, созданный из перевертышей ДНК 107 липидов в секунду в биологических мембранах ». Nature Communications. 9 (1): 2426. Bibcode:2018НатКо ... 9.2426O. Дои:10.1038 / s41467-018-04821-5. ЧВК  6013447. PMID  29930243.
  78. ^ а б c Дизайн: Бреннеман, Арвен; Кондон, Энн (25 сентября 2002 г.). «Конструкция нитей для биомолекулярных вычислений». Теоретическая информатика. 287: 39–58. Дои:10.1016 / S0304-3975 (02) 00135-4.
  79. ^ Обзор: Линь, Чэньсян; Лю, Ян; Ринкер, Шерри; Янь, Хао (11 августа 2006 г.). «Самосборка плитки ДНК: построение сложных наноархитектур». ХимФисХим. 7 (8): 1641–1647. Дои:10.1002 / cphc.200600260. PMID  16832805.
  80. ^ а б c Дизайн: Диркс, Роберт М .; Лин, Майло; Уинфри, Эрик; Пирс, Найлз А. (15 февраля 2004 г.). «Парадигмы компьютерного дизайна нуклеиновых кислот». Исследования нуклеиновых кислот. 32 (4): 1392–1403. Дои:10.1093 / нар / гх291. ЧВК  390280. PMID  14990744.
  81. ^ Методы: Ellington, A .; Поллард, Дж. Д. (1 мая 2001 г.). Синтез и очистка олигонуклеотидов. Текущие протоколы в молекулярной биологии. Глава 2. С. 2.11.1–2.11.25. Дои:10.1002 / 0471142727.mb0211s42. ISBN  978-0471142720. PMID  18265179. S2CID  205152989.
  82. ^ Методы: Ellington, A .; Поллард, Дж. Д. (1 мая 2001 г.). Очистка олигонуклеотидов с помощью денатурирующего электрофореза в полиакриламидном геле. Текущие протоколы в молекулярной биологии. Глава 2. С. Unit2.12. Дои:10.1002 / 0471142727.mb0212s42. ISBN  978-0471142720. PMID  18265180. S2CID  27187583.
  83. ^ Методы: Gallagher, S. R .; Дежарден, П. (1 июля 2011 г.). «Количественное определение нуклеиновых кислот и белков». Текущие протоколы Основные лабораторные методы. Дои:10.1002 / 9780470089941.et0202s5. ISBN  978-0470089934. S2CID  94329398.
  84. ^ Методы: Chory, J .; Поллард, Дж. Д. (1 мая 2001 г.). Разделение малых фрагментов ДНК обычным гель-электрофорезом. Текущие протоколы в молекулярной биологии. Глава 2. С. Unit2.7. Дои:10.1002 / 0471142727.mb0207s47. ISBN  978-0471142720. PMID  18265187. S2CID  43406338.
  85. ^ Методы: Уолтер, Н. Г. (1 февраля 2003 г.). «Исследование структурной динамики и функции РНК с помощью флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET)». Текущие протоколы в химии нуклеиновых кислот. Текущие протоколы в химии нуклеиновых кислот. Глава 11. С. 11.10.1–11.10.23. Дои:10.1002 / 0471142700.nc1110s11. ISBN  978-0471142706. PMID  18428904.
  86. ^ Методы: Lin, C .; Ключ.; Chhabra, R .; Sharma, J .; Liu, Y .; Ян, Х. (2011). «Синтез и характеристика самоорганизующихся наноструктур ДНК». In Zuccheri, G .; Самори, Б. (ред.). ДНК-нанотехнологии: методы и протоколы. Методы молекулярной биологии. 749. С. 1–11. Дои:10.1007/978-1-61779-142-0_1. ISBN  978-1-61779-141-3. PMID  21674361.
  87. ^ Методы: Блумфилд, Виктор А .; Crothers, Donald M .; Тиноко-младший, Игнасио (2000). Нуклеиновые кислоты: структуры, свойства и функции. Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги. С. 84–86, 396–407. ISBN  978-0-935702-49-1.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  88. ^ а б c История: Пелеско, Джон А. (2007). Самосборка: наука о вещах, которые соединяются вместе. Нью-Йорк: Chapman & Hall / CRC. С. 201, 242, 259. ISBN  978-1-58488-687-7.
  89. ^ История: Видеть «Текущий протокол кристаллизации». Надриан Симан Лаборатория. для постановки задачи и «ДНК-клетки, содержащие ориентированных гостей». Лаборатория Надриана Симана. для предлагаемого решения.
  90. ^ а б ДНК оригами: Ротемунд, Пол В. К. (2006). «Каркасное ДНК-оригами: от обобщенных мультиперекрестков к полигональным сетям». Ин Чен, Чжунхуэй; Йоноска, Наташа; Розенберг, Гжегож (ред.). Нанотехнологии: наука и вычисления. Серия Natural Computing. Нью-Йорк: Спрингер. С. 3–21. CiteSeerX  10.1.1.144.1380. Дои:10.1007/3-540-30296-4_1. ISBN  978-3-540-30295-7.
  91. ^ Наноархитектура: Robinson, Bruche H .; Симан, Надриан К. (август 1987 г.). «Конструкция биочипа: самособирающееся устройство памяти молекулярного масштаба». Белковая инженерия. 1 (4): 295–300. Дои:10.1093 / белок / 1.4.295. PMID  3508280.
  92. ^ Наноархитектура: Сяо, Шоуцзюнь; Лю, Фуронг; Rosen, Abbey E .; Hainfeld, Джеймс Ф .; Seeman, Nadrian C .; Musier-Forsyth, Karin; Киль, Ричард А. (август 2002 г.). «Самосборка металлических массивов наночастиц с помощью каркаса ДНК». Журнал исследований наночастиц. 4 (4): 313–317. Bibcode:2002JNR ..... 4..313X. Дои:10.1023 / А: 1021145208328. S2CID  2257083.
  93. ^ https://science.sciencemag.org/content/332/6034/1140
  94. ^ История: Хопкин, Карен (август 2011). "Профиль: трехмерный провидец". Ученый. Архивировано из оригинал 10 октября 2011 г.. Получено 8 августа 2011.

дальнейшее чтение

Общий:

Конкретные подполя:

  • Бат, Джонатан; Турберфилд, Эндрю Дж. (5 мая 2007 г.). «ДНК-наномашины». Природа Нанотехнологии. 2 (5): 275–284. Bibcode:2007НатНа ... 2..275Б. Дои:10.1038 / nnano.2007.104. PMID  18654284.—Обзор наномеханических устройств на основе нуклеиновых кислот.
  • Фельдкамп, Удо; Нимейер, Кристоф М. (13 марта 2006 г.). «Рациональный дизайн наноархитектур ДНК». Angewandte Chemie International Edition. 45 (12): 1856–76. Дои:10.1002 / anie.200502358. PMID  16470892.—Обзор с точки зрения проектирования вторичной конструкции
  • Линь, Чэньсян; Лю, Ян; Ринкер, Шерри; Янь, Хао (11 августа 2006 г.). «Самосборка плитки ДНК: построение сложных наноархитектур». ХимФисХим. 7 (8): 1641–1647. Дои:10.1002 / cphc.200600260. PMID  16832805.- Миниобзор, посвященный сборке на основе плитки
  • Чжан, Дэвид Ю; Силиг, Георг (февраль 2011 г.). «Динамическая нанотехнология ДНК с использованием реакций смещения цепи». Химия природы. 3 (2): 103–113. Bibcode:2011НатЧ ... 3..103Z. Дои:10.1038 / nchem.957. PMID  21258382.—Обзор систем ДНК, использующих механизмы смещения цепи

внешняя ссылка