JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

ونحن تصف البروتوكول مفصلاً للتصميم والمحاكاة والرطب-مختبر تجارب وتحليل لإعادة التشكيل حامل الاكورديون الحمض النووي لتنسجم 6 من 6.

Abstract

الحمض النووي على أساس nanostructure الأنظمة الميكانيكية أو nanomachines الحمض النووي، التي تنتج الحركة نانوية معقدة في 2D و 3D في نانومتر إلى القرار انغستروم، تظهر إمكانات كبيرة في مختلف مجالات تقنية النانو مثل المفاعلات الجزيئية، تسليم المخدرات، والنظم نانوبلاسمونيك. إعادة التشكيل رف الاكورديون الحمض النووي، الذي يمكن التلاعب مجتمعة شبكة نانوية 2D أو 3D من العناصر، في مراحل متعددة استجابة لمدخلات الحمض النووي، هو وصف. منهاج العمل لديها إمكانات لزيادة عدد العناصر التي يمكن التحكم نانوماتشينيس الحمض النووي من بضعة عناصر لنطاق شبكة بمراحل متعددة لإعادة تشكيل.

في هذا البروتوكول، يصف لنا عملية تجريبية كاملة لإعادة التشكيل رف الاكورديون الحمض النووي لتنسجم 6 من 6. ويشمل البروتوكول إجراء القاعدة ومحاكاة تصميم الهياكل وتجربة الرطب-مختبر للتوليف وإعادة تشكيلها. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تضمين تحليل الهيكل باستخدام ال (مجهر إلكتروني) وبكى (نقل الطاقة صدى الأسفار) في البروتوكول. أساليب تصميم ومحاكاة رواية المشمولة بهذا البروتوكول سيساعد الباحثين على استخدام الرف الاكورديون الحمض النووي لمزيد من التطبيقات.

Introduction

والميكانيكية وأنظمة على أساس النانو الحمض النووي أو الحمض النووي نانوماتشينيس1،2،3،،من45 فريدة من نوعها لأنها تنتج الحركة نانوية معقدة في 2D و 3D في نانومتر إلى القرار انغستروم، وفقا لمختلف الجزيئية البيولوجية المحفزات،2،،من36. بإرفاق المواد الوظيفية في هذه الهياكل، والسيطرة على مواقعها، يمكن تطبيق هذه الهياكل في مختلف المجالات. على سبيل المثال، اقترحت nanomachines الحمض النووي لمفاعل الجزيئية7والمخدرات تسليم8، ونظم نانوبلاسمونيك9،10.

سابقا، قدمنا الحمض النووي الحامل الاكورديون إعادة التشكيل، التي يمكن التلاعب في 2D أو 3D شبكة نانوية من العناصر11 (الشكل 1A). خلافا لسائر nanomachines الحمض النووي التي تتحكم فقط في عدد قليل من العناصر، يمكن التلاعب المنهاج جماعياً العناصر 2D أو 3D صفت دورياً في مراحل مختلفة. ونحن نتوقع أن شبكة تفاعل المواد الكيميائية والبيولوجية القابلة لبرمجة أو نظام الحوسبة جزيئية يمكن أن يبني من نظامنا، بزيادة عدد عناصر التحكم. رف الاكورديون الحمض النووي هو هيكل، الذي متصل شبكة متعددة الحمض النووي عوارض المفاصل يتألف من واحد-الذين تقطعت بهم السبل الحمض النووي (الشكل 1B). يتم إعادة تكوين رف الاكورديون المتولدة عن عوارض الحمض النووي قبل الإقفال الحمض النووي، والتي هجن إلى الجزء لزجة من الحزم وتغيير الزاوية بين الحزم وفقا لطول الجزء الجسور من التأمين (تأمين الدولة). وباﻹضافة إلى ذلك، يدل تشكيل متعدد خطوة إضافة تأمين جديدة بعد تشكيل دولة حرة بفصل إقفال الحمض النووي عن طريق ستراند المستندة إلى توهولد تشريد12،13.

في هذا البروتوكول، يصف لنا كامل عملية تصميم وتركيب الحامل الاكورديون الحمض النووي إعادة التشكيل. ويتضمن البروتوكول التصميم والمحاكاة والرطب-مختبر تجارب وتحليل لتركيب الحمض النووي الحامل الاكورديون لتنسجم 6 من 6 وتشكيل هذه. هيكل المشمولة بالبروتوكول هو النموذج الأساسي ل البحوث السابقة11 وهو 65 نانومتر من 65 نانومتر في الحجم، تتألف من 14 الحزم. من حيث التصميم والمحاكاة، يختلف التصميم الهيكلي للحامل الاكورديون التقليدية الحمض النووي أوريغامي14،15 (أي، معبأة بأحكام). لذلك، تم تعديل تصميم القاعدة والمحاكاة الجزيئية من الأساليب التقليدية. وللتدليل، نعرض تقنية التصميم باستخدام النهج المعدل من كادنانو14 ومحاكاة للحامل الاكورديون باستخدام أوكسدنا16،17 مع برامج نصية إضافية. وأخيراً، يرد كلا البروتوكولين تيم والحنق لتحليل الهياكل المكونة من الرف الاكورديون.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1-تصميم 6 من 6 رف الاكورديون الحمض النووي مع كادنانو14

  1. قم بتحميل وتثبيت برنامج كادنانو 2.014 تصميم رف الاكورديون الحمض النووي (كادنانو 2.5 أيضا متاح على https://github.com/cadnano/cadnano2.5). فتح كادنانو14 وانقر فوق أداة المربع لإضافة جزء جديد مع شعرية مربعة.
  2. رقم كل شعاع من الرف الاكورديون ورسم لوحة شعرية الأيسر كادنانو14 (الشكل 2).
  3. انقر فوق أداة القلم ورسم كل شعاع على لوحة تحرير الحق في كادنانو14. استراحة الحزم كل 32 شركة بريتيش بتروليوم، والمفاصل بين الدعامات المجاورة. مكان التدبيس عمليات الانتقال في نفس الموقف المفاصل. استخدام أداة القلم الرصاص و إدراج أداة في كادنانو14 للسماح المفاصل قد إضافية من عمليات الانتقال واحد-الذين تقطعت بهم السبل.
  4. انقر فوق أداة القلم الرصاص والاتصال في المفاصل. وقد كل شعاع المفاصل السبعة.
  5. إنشاء سقالة عمليات الانتقال دمج السقالات في حلقة واحدة باستخدام سقالة سبق الإبلاغ عنها التوجيه خوارزمية11. لا تدع المجال الحد الأدنى الملزم بين فروع سقالة وتدبيسه تكون أقل من 8 bp (الشكل 3).
  6. ضع السقالات التي لا يتم استخدامها في الجمعية في القمم الموجودة على طرفي نقيض من الرف الاكورديون، كما هو مبين في الشكل 3.
  7. انقر فوق أداة كسر. قطع خيوط فيها خيوط التيلة دائرية أو أطول من 60 شركة بريتيش بتروليوم.
  8. تصميم خيوط قفل الحمض النووي.
    1. انقر فوق أداة كسر. Bp فاصل 8 من منطقة الحمض النووي الأساسية لجعل جزء مثبت وحذف 8 bp منطقة الحمض النووي الأساسية. وهناك أجزاء لزجة 18 (الشكل 1) في الرف الاكورديون 6 من 6.
    2. وضع تسلسل التي عكس مكملة للأجزاء لزجة في كلا طرفي خيوط قفل وربطها بمنطقة سد الثغرات، التي تتألف من خيوط بولي T من الطول المطلوب (الشكل 1B).
    3. لإعادة تشكيل، إضافة 8 إقفال bp تسلسلات توهولد في نهاية الحمض النووي للتشرد حبلا. يتم تسلسل توهولد المستخدمة في الجدول 2.
    4. تحضير خيوط بولي بالتي هي عكس مكملة لمنطقة سد الثغرات.
    5. خيوط التصميم التي يتم عكس مكملة لإقفال الحمض النووي لإعادة التجربة.
  9. انقر فوق أداة تسلسل وانقر فوق سقالة الحمض النووي. اختر السقالة M13mp18 القياسية. انقر فوق أداة تصدير وحفظ تسلسل في تنسيق csv (الجدول 1).

2-محاكاة الهيكل مع أوكسدنا

  1. تنزيل وتثبيت ال16،أوكسدنا17. التعليمات البرمجية المصدر الأخير متاح على https://sourceforge.net/projects/oxdna/files/.
  2. جعل ملفات التكوين ابتداء من الملف14 كادنانو باستخدام بيثون السيناريو 'cadnano_interface.py'، التي يتم توفيرها في حزمة17 16،أوكسدنا. الاستخدام ما يلي: 'ميدان cadnano_file.json cadnano_interface.py بيثون'. يتم الآن إنشاء طبولوجيا ملف وملف التكوين.
    ملاحظة: يتضمن الملف طبولوجيا كم عدد فروع والنيوكليوتيدات في الهيكل والمعلومات فيما يتعلق بالسندات العمود الفقري العمود الفقري بين النيوكليوتيدات. يتضمن ملف التكوين معلومات عامة مثل تيميستيب، والطاقة، وحجم المربع. معلومات التوجيه مثل ناقلات الموقف وناقلات العمود الفقري-قاعدة ومتجه العادي، والسرعة والسرعة الزاوية من النيوكليوتيدات هو أيضا تضمين (الشكل 4).
  3. تغيير المعلومات الموجودة في الملف الطوبولوجيا والتكوين من كادنانو14 لجعلها تعكس المعلومات هيكلي حقيقي من الرف الاكورديون. يتم ترتيب جميع الحزم بالتوازي عندما يتم تصور طوبولوجيا وتكوين الملفات من كادنانو14 . ومع ذلك، رف الاكورديون بنية شعرية حيث تكون المسافة بين النيوكليوتيدات المستعبدين الآن للمحاكاة (الشكل 5).
    1. تدوير ونقل كل شعاع إلى بنية شعرية المرجوة. الأعمدة التسعة على اليسار في ملف التكوين هي متجه الموضع وناقلات العمود الفقري-قاعدة، وناقلات العادي (الشكل 4). لتدوير شعاع، تدوير كل موقف، ناقلات قاعدة العمود الفقري، والعادي باستخدام التحول التناوب. ثم نقل شعاع عن طريق تغيير متجه الموضع للعثور عليه كما هو موضح في الشكل 5.
    2. الاسترخاء في بنية باستخدام البرنامج النصي في حزمة أوكسدنا (راجع المثال في $oxDNA/أمثلة/RELAX_INITIAL_CONFIGURATION لمزيد من المعلومات).
  4. تشغيل محاكاة ديناميات الجزيئية للخطوات 10 مليون باستخدام ملف التكوين استرخاء. الاستخدام ما يلي: '-/أوكسدنا < الإدخال >' حفظ بيانات كل الخطوات 5000 أو 10000.
  5. التصور
    ملاحظة: الهياكل التي كانت تصور استخدام كوغلي.
    1. تحميل وتثبيت أحدث إصدار من كوغلي (https://sourceforge.net/projects/cogli1/).
    2. تشغيل كوغلي مع الملفات الطوبولوجيا والتكوين من محاكاة أوكسدنا. الاستخدام على النحو التالي: '-/cogli1-t < طبولوجيا الملف >< ملف التكوين >'.
    3. إخفاء المربع بالضغط ب.

3-توليف لهيكل

ملاحظة: يتم تكييف أسلوب التوليف من15،البروتوكول السابق18.

  1. شراء دبابيس الحمض النووي مصممة من موفر اليغنوكليوتيد.
  2. ضبط تركيز هذه المواد الغذائية الحمض النووي إلى 100 ميكرومتر استخدام مياه خالية من نوكلاس.
    1. تجمع كل حبلا الحمض النووي الذي يشكل بنية 'الدولة الحرة' في أنبوب واحد وضبط التركيز إلى 2 ميكرومتر لكل فرع.
    2. تجمع الحمض النووي قفل فروع بطول وعدد المواقع قفل في أنابيب وضبط التركيز إلى 2 ميكرومتر لكل حبلا. وتستخدم مواقع قفل 18 و 9، و 4. إضافة خيوط A بولي التي تعتبر مكملة لمنطقة سد الثغرات في تركيز نفسه.
    3. تأمين مسارات بطول في أنابيب خيوط تجمع التي يتم عكس مكملة للحمض النووي وضبط التركيز إلى 2 ميكرومتر لكل حبلا.
  3. إعداد مجكل2 الحل من 300 نانومتر بخلط ميكروليتر 70 من المياه خالية من نوكلاس و 30 ميكروليتر من 1 ميكرومتر مجكل2 الحل. إعداد 5 × الحل "تريس يدتا" بخلط ميكروليتر 95 من المياه خالية من نوكلاس و 5 ميكروليتر من الحل "تريس يدتا" 100 x.
  4. إضافة 2 ميكروليتر من تدبيس الحمض النووي، 1.1 ميكروليتر مجكل2 الحل، 2 ميكروليتر من حل "تريس يدتا"، ميكروليتر 7.6 من المياه خالية من نوكلاس و 7.3 ميكروليتر من السقالة الحمض النووي الذي هو التركيز 110 شمال البحر الأبيض المتوسط لجعل 20 ميكروليتر من الأسهم المختلطة. تعيين التركيز النهائي سقالة الحمض النووي إلى 40 نانومتر، تدبيس الحمض النووي إلى 200 نانومتر، مجكل2 إلى 16 مم، والحل "تريس أدتا" إلى 0.5 x.
  5. سرعة الحرارة الحل الأسهم المختلطة في cycler حراري إلى 80 درجة مئوية وباردة إلى 60 درجة مئوية بمعدل دقيقة 4 لكل درجة مئوية وباردة من 60 درجة مئوية إلى 4 درجات مئوية بمعدل 40 دقيقة لكل درجة مئوية.

4-تنقية الهيكل

ملاحظة: تم تنقيته عينات من جميع هياكل قبل التحليل. في هذا القسم، ونحن تصف البروتوكول لتنقية الوتد، ومقتبسة من الأدب السابق19. أيضا يمكن أن تكون تنقية العينة بالتفريد جل كما هو موضح في السابق الأدب15،18.

  1. إعداد 5 أمتار من كلوريد الصوديوم و 100 x تريس-يدتا.
  2. إعداد المخزن المؤقت هطول الأمطار بخلط 150 ميكروليتر من ربط 8000، 500 ميكروليتر من 100 × "تريس يدتا" وميكروليتر 101 من 5 م كلوريد الصوديوم و 249 ميكروليتر من المياه خالية من نوكلاس.
  3. إعداد المخزن المؤقت الهدف بخلط ميكروليتر 5.5 من 300 نانومتر مجكل2 الحل من خلال قسم 3.3, 10 ميكروليتر من حل "تريس يدتا" x 5 من الفرع 3-3 وميكروليتر 84.5 المياه خالية من نوكلاس.
  4. ميكس 20 ميكروليتر من هيكل المركبة من القسم 3 و 20 ميكروليتر من هطول الأمطار-المخزن المؤقت من 4.2 الفرع. ثم تدور الأسهم المختلطة في غ س 16000 في 4 درجات مئوية. إزالة المادة طافية وحل بيليه في المخزن المؤقت الهدف من القسم 4.3.

5-إعادة تشكيل الرف الاكورديون من 'دولة حرة' إلى 'الدولة تأمين'

  1. تجميع الهيكل دون إقفال الحمض النووي للتجربة التكوين.
  2. تحضير خيوط قفل الحمض النووي من القسم 3.
  3. إضافة 2 ميكروليتر من الحمض النووي قفل فروع من الطول المطلوب إلى 20 ميكروليتر من هيكل المركبة. تركيز خيوط قفل الحمض النووي خمسة إضعاف البنية.
  4. احتضان العينة 0, 10, 25, 50 أو 100 دقيقة لمعرفة مدى سرعة إعادة تشكيل يحدث.
    1. للاحتضان 100 دقيقة، احتضان العينة عند 50 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة وتبرد ببطء وصولاً إلى 25 درجة مئوية بمعدل 0.33 ° C/الدقيقة.
    2. للاحتضان 50 دقيقة، احتضان العينة عند 50 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة وتبرد ببطء وصولاً إلى 25 درجة مئوية بمعدل 0.66 ° C/الدقيقة.
    3. للحضانة بعد 25 دقيقة، احتضان العينة عند 50 درجة مئوية لمدة دقيقة 7.5 وتبرد ببطء وصولاً إلى 25 درجة مئوية بمعدل قدرة 1.32 ° C/الدقيقة.
    4. للحضانة بعد 10 دقائق، احتضان العينة عند 50 درجة مئوية لمدة 3 دقائق ويبرد ببطء وصولاً إلى 25 درجة مئوية بمعدل 3.3 ° C/الدقيقة.
    5. للاحتضان 0 دقيقة، يتم إضافة نموذج مخزن في حق 4 درجات مئوية بعد إقفال خيوط من الحمض النووي.
  5. الحق بعد الخطوة إرفاق، سرعة تبرد العينة إلى 4 درجة مئوية لمنع تمسخ غير المرغوب فيها.

6-إعادة تشكيل الرف الاكورديون من 'الدولة تأمين' إلى 'دولة حرة'

  1. تجميع الهيكل مع إقفال الحمض النووي للطول المطلوب للتجربة التكوين.
  2. إعداد عكس خيوط تكميلية من القسم 3.
  3. إضافة 2 ميكروليتر من الخيوط التي هي عكس مكملة لفروع التأمين للطول المطلوب إلى 20 ميكروليتر من هيكل المركبة. تركيز خيوط قفل الحمض النووي خمسة إضعاف البنية.
  4. احتضان العينة 0، 12، 60، 120، يحدث 240 دقيقة لمعرفة مدى سرعة إعادة تشكيل.
    1. 12، 60، 120، حضانة 240 دقيقة، سرعة تسخين العينة إلى 40 درجة مئوية وباردة ببطء وصولاً إلى 20 درجة مئوية لوقت المقابلة لكل. الحق بعد الخطوة ديتاتشينج، سرعة تبرد العينة إلى 4 درجة مئوية لمنع تمسخ غير المرغوب فيها.
    2. للاحتضان 0 دقيقة، تخزين العينة في حق 4 درجات مئوية بعد إضافة خيوط مكملة عكس.

7. تصوير ال

ملاحظة: تم تكييف بروتوكول تصوير تيم من الأدب السابق18،20.

  1. تحضير حل هيدروكسيد الصوديوم 1.25 متر بخلط ميكروليتر 87.5 المياه خالية من نوكلاس و 12.5 ميكروليتر من حل هيدروكسيد الصوديوم 10 أمتار.
  2. إضافة 1 ميكروليتر من حل هيدروكسيد الصوديوم 1.25 متر إلى 50 ميكروليتر من فورمات اليورانيل 2%.
  3. دوامة الحل لمدة 3 دقائق وأجهزة الطرد المركزي في أقصى سرعة لمدة 3 دقائق. إيداع 3 ميكروليتر من عينة المنقي على الشبكة تيم خرج توهج لمدة 3 دقائق وتغسل سريعاً مع أوراق الترشيح.
  4. إيداع 7 ميكروليتر من استعداد اليورانيل فورمات لمدة 30 ثانية، وتغسل سريعاً مع أوراق الترشيح.
  5. قياس طول وزاوية من هيكل الاكورديون تصويرها بال.

8-تآكل التحليل

  1. استخدام 550 أتو وصبغ أتو 647N، الذي هو المسافة فورستر 6.5 نانومتر. استبدال 58 التيلة وتدبيس 117 في الجدول 1 بخيوط المسمى فلوريسسينتلي. ثم توليف البنية مع خيوط المسمى فلوريسسينتلي بالطريقة الموضحة في القسم 3.
  2. قياس تركيز العينة النقية.
  3. تطبيع العينة إلى 10 ميكروليتر 50 نانومتر وتحميل إلى ميكروبلاتيس 384 جيدا.
  4. تثير العينة مع الأصباغ المانحين ويقبلون على 550 نانومتر وقياس الطيف الأسفار من 570 نانومتر إلى 800 نانومتر مع فلوروميتير.
  5. قياس الطيف fluorescence العينة المانحين فقط بنفس الطريقة.
  6. تثير الأصباغ العينة في 650 نانومتر والطيف الأسفار وتدبير من 670 نانومتر إلى 800 نانومتر. وهذا لقياس تركيز يقبلون.
  7. الحصول على الانحرافات المعيارية بتكرار نفس التجربة مع ثلاث عينات، الذي يتم تصنيعه وتنقيته بشكل منفصل.
  8. حساب كفاءة الحنق مع نسبة أسلوب كما هو موضح بالمعادلة أدناه21.
    figure-protocol-11441
    دا550: يقبلون ذروة fluorescence كثافة العينة مع الجهات المانحة ويقبلون على 550 نانومتر الإثارة.
    د550: كثافة Fluorescence في نطاق الانبعاثات يقبلون العينة المانحين فقط في 550 نانومتر الإثارة.
    دا650: يقبلون ذروة fluorescence كثافة العينة مع الجهات المانحة ويقبلون على 650 نانومتر الإثارة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

يتم محاكاة رف الاكورديون الحمض النووي 6 مصممة بواسطة 6 من16،أوكسدنا17 وتظهر النتائج في الشكل 6. من نتيجة المحاكاة، تم التأكيد على أن يتم تشكيل هيكل المقصود دون تشويه هيكل.

الصور تيم في

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

ويدخل هذا البروتوكول العملية برمتها من التصميم والمحاكاة وتوليف وتحليل الدنا ثنائي الأبعاد الأساسية الرف الاكورديون. تعديل تصميم ومحاكاة القواعد قد وصفت لأنه يختلف حكم التصميم القياسية أوريغامي الحمض النووي، حيث أن الحمض النووي الحامل الاكورديون النيوكليوتيدات إضافية في عمليات الانت?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

الكتاب لا تمت بصلة إلى الكشف عن

Acknowledgements

هذا البحث تم دعمها جزئيا من "برنامج مركز تنمية البحوث العالمية" من خلال مؤسسة البحوث الوطنية Korea(NRF) الممول من وزارة العلوم و "تكنولوجيا المعلومات والاتصالات" (مست) (2015K1A4A3047345) و Nano· المواد "برنامج تطوير التكنولوجيا" عن طريق الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) الممولة من وزارة العلوم و "تكنولوجيا المعلومات والاتصالات" (مست) (2012M3A7A9671610). معهد "بحوث الهندسة" في جامعة سيول الوطنية توفير التسهيلات البحثية لهذا العمل. المؤلف الاعتراف بالامتنان تجاه "يون" تاي-يونج (العلوم البيولوجية، جامعة سيول الوطنية) فيما يتعلق بالتحليل الطيفي الأسفار لتحليل الحنق.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
M13mp18 Single-stranded DNANEBN4040s
1M MgCl2 SolutionBiosesangM2001
Tris-EDTA bufferBiosesangT2142
Nuclease-Free WaterQiagen129114
5M Sodium Chloride solutionBiosesangs2007
PEG 8000Sigma Aldrich1546605
10N NaOHBiosesangS2038
Uranyl formateThomas ScienceC993L42
Thermal cycler C1000Biorad
Nanodropic 2000Thermo Fisher Scientific
TEM (LIBRA 120)  Carl Zeiss
Fluorometer Enspire 2300Perkin-Elmer
CentrifugeLabogeneLZ-1580

References

  1. Andersen, E. S., et al. Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid. Nature. 459 (7243), 73-76 (2009).
  2. Cha, T. -G., et al. Design principles of DNA enzyme based walkers: Translocation kinetics and photo-regulation. Journal of the American Chemical Society. 137 (29), 9429-9437 (2015).
  3. Gerling, T., Wagenbauer, K. F., Neuner, A. M., Dietz, H. Dynamic DNA devices and assemblies formed by shape-complementary, non-base pairing 3D components. Science. 347 (6229), 1446-1452 (2015).
  4. Pinheiro, A. V., Han, D., Shih, W. M., Yan, H. Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology. Nature nanotechnology. 6 (12), 763-772 (2011).
  5. Li, J., et al. Exploring the speed limit of toehold exchange with a cartwheeling DNA acrobat. Nature Nanotechnology. 1, (2018).
  6. Krishnan, Y., Simmel, F. C. Nucleic acid based molecular devices. Angewandte Chemie International Edition. 50 (14), 3124-3156 (2011).
  7. Liu, M., et al. A DNA tweezer-actuated enzyme nanoreactor. Nature communications. 4, 2127(2013).
  8. Douglas, S. M., Bachelet, I., Church, G. M. A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads. Science. 335 (6070), New York, N.Y. 831-834 (2012).
  9. Kuzyk, A., et al. Reconfigurable 3D plasmonic metamolecules. Nature Materials. 13 (9), 862-866 (2014).
  10. Zhou, C., Duan, X., Liu, N. A plasmonic nanorod that walks on DNA origami. Nature communications. 6, 8102(2015).
  11. Choi, Y., Choi, H., Lee, A. C., Lee, H., Kwon, S. A Reconfigurable DNA Accordion Rack. Angewandte Chemie International Edition. 57 (11), 2811-2815 (2018).
  12. Chen, H., et al. Understanding the Mechanical Properties of DNA Origami Tiles and Controlling the Kinetics of their Folding and Unfolding Reconfiguration. Journal of the American Chemical Society. 136 (19), 6995-7005 (2014).
  13. Han, D., Pal, S., Liu, Y., Yan, H. Folding and cutting DNA into reconfigurable topological nanostructures. Nature Nanotechnology. 5 (10), 712-717 (2010).
  14. Douglas, S. M., et al. Rapid prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno. Nucleic Acids Research. 37 (15), 5001-5006 (2009).
  15. Castro, C. E., et al. A primer to scaffolded DNA origami. Nature methods. 8 (3), 221-229 (2011).
  16. Ouldridge, T. E., Louis, A. A., Doye, J. P. K. DNA Nanotweezers Studied with a Coarse-Grained Model of DNA. Physical Review Letters. 104 (17), 178101(2010).
  17. Snodin, B. E. K., et al. Direct Simulation of the Self-Assembly of a Small DNA Origami. ACS Nano. 10 (2), 1724-1737 (2016).
  18. Amir, Y., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami. Journal of Visualized Experiments. (106), e51272(2015).
  19. Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. Facile and Scalable Preparation of Pure and Dense DNA Origami Solutions. Angewandte Chemie International Edition. 53 (47), 12735-12740 (2014).
  20. Wei, B., Vhudzijena, M. K., Robaszewski, J., Yin, P. Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles. Journal of Visualized Experiments. (99), e52486(2015).
  21. Clegg, R. M. Fluorescence resonance energy transfer and nucleic acids. Methods in enzymology. 211, 353-388 (1992).
  22. Kopperger, E., et al. A self-assembled nanoscale robotic arm controlled by electric fields. Science. 359 (6373), New York, N.Y. 296-301 (2018).
  23. Lauback, S., et al. Real-time magnetic actuation of DNA nanodevices via modular integration with stiff micro-levers. Nature Communications. 9 (1), 1446(2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

138

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved