Name: stable dna motifs, 1d and 2d nanostructures constructed from small circular dna molecules
Uploaded: 2019-04-12T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules at JoVE.com

ونحن ممتنون للدعم المالي من تشرف (منح رقم 91753134 و 21571100)، ومفتاح المختبر من بيوليكترونيكس من جنوب شرق جامعة الدولة.

1-إعداد التعميم السلطات الوطنية المعينة
<ol><li>استخدام جميع السلطات الوطنية المعينة الخطية المقدمة من شركات تجارية مباشرة دون مزيد من تنقية.</li>
	<li>الطرد المركزي في العينات من الحمض النووي في ز × 5,000 لمدة 5 دقائق لجمع جميع الكريات الحمض النووي في الجزء السفلي من الأنابيب. إضافة وحدة تخزين منا?...

<ol>
	<li>Tsu-Ju, F., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+double-crossover+molecules.">DNA double-crossover molecules.</a> Biochemistry. 32 (13), 3211-3220 (1993).</li><li>Winfree, E., Liu, F., Wenzler, L. A., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+self-assembly+of+two-dimensional+DNA+crystals.">Design and self-assembly of two-dimensional DNA crystals.</a> Nature. 394 (6693), 539-544 (1998).</li><li>Liu, F., Sha, R., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modifying+the+surface+features+of+two-dimensional+DNA+crystals.">Modifying the surface features of two-dimensional DNA crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 121 (5), 917-922 (1999).</li><li>Yan, H., Park, S. H., Finkelstein, G., Reif, J. H., LaBean, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-templated+self-assembly+of+protein+arrays+and+highly+conductive+nanowires.">DNA-templated self-assembly of protein arrays and highly conductive nanowires.</a> Science. 301 (5641), 1882-1884 (2003).</li><li>Liu, D., Wang, M., Deng, Z., Walulu, R., Mao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensegrity:+Construction+of+rigid+DNA+triangles+with+flexible+four-arm+DNA+junctions.">Tensegrity: Construction of rigid DNA triangles with flexible four-arm DNA junctions.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (8), 2324-2325 (2004).</li><li>Tian, C., Li, X., Liu, Z., Jiang, W., Wang, G., Mao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+self-assembly+of+DNA+tiles+into+complex+nanocages.">Directed self-assembly of DNA tiles into complex nanocages.</a> Angewandte Chemie: International Edition. 53 (31), 8041-8044 (2014).</li><li>Wang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrosynthetic+analysis-guided+breaking+tile+symmetry+for+the+assembly+of+complex+DNA+nanostructures.">Retrosynthetic analysis-guided breaking tile symmetry for the assembly of complex DNA nanostructures.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (41), 13579-13585 (2016).</li><li>Ke, Y., Ong, L. L., Shih, W. M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+structures+self-assembled+from+DNA+bricks.">Three-dimensional structures self-assembled from DNA bricks.</a> Science. 338 (6111), 1177-1183 (2012).</li><li>Wei, B., Dai, M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+shapes+self-assembled+from+single-stranded+DNA+tiles.">Complex shapes self-assembled from single-stranded DNA tiles.</a> Nature. 485 (7400), 623-626 (2012).</li><li>Ke, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+brick+crystals+with+prescribed+depths.">DNA brick crystals with prescribed depths.</a> Nature Chemistry. 6 (11), 994-1002 (2014).</li><li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440 (7082), 297-302 (2006).</li><li>Douglas, S. M., Dietz, H., Liedl, T., H&#246;gberg, B., Graf, F., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+DNA+into+nanoscale+three-dimensional+shapes.">Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes.</a> Nature. 459 (7245), 414-418 (2009).</li><li>Dietz, H., Douglas, S. M., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+into+twisted+and+curved+nanoscale+shapes.">Folding DNA into twisted and curved nanoscale shapes.</a> Science. 325 (5941), 725-730 (2009).</li><li>Ackermann, D., Schmidt, T. L., Hannam, J. S., Purohit, C. S., Heckel, A., Famulok, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+double-stranded+DNA+rotaxane.">A double-stranded DNA rotaxane.</a> Nature Nanotechnology. 5 (6), 436-442 (2010).</li><li>Zheng, H., Xiao, M., Yan, Q., Ma, Y., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+circular+DNA+molecules+act+as+rigid+motifs+to+build+DNA+nanotubes.">Small circular DNA molecules act as rigid motifs to build DNA nanotubes.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (29), 10194-10197 (2014).</li><li>Wang, M., Huang, H., Zhang, Z., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+DNA+lattices+constructed+from+two-tile+DAE-O+systems+possessing+circular+central+strands.">2D DNA lattices constructed from two-tile DAE-O systems possessing circular central strands.</a> Nanoscale. 8 (45), 18870-18875 (2016).</li><li>Guo, X., Wang, X. M., Wei, S., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+holliday+junction+in+small+circular+DNA+molecules+for+stable+motifs+and+two-dimensional+lattices.">Construction of a holliday junction in small circular DNA molecules for stable motifs and two-dimensional lattices.</a> ChemBioChem. 19 (13), 1379-1385 (2018).</li><li>Holliday, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mechanism+for+gene+conversion+in+fungi.">A mechanism for gene conversion in fungi.</a> Genet. Res. 5 (2), 282-304 (1964).</li><li>Duckett, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+Holliday+junction.">The structure of the Holliday junction.</a> Structure and Methods, Human Genome Initiative and DNA Recombination. 1 (1), 157-181 (1990).</li><li>Ariyoshi, M., Vassylyev, D. G., Iwasaki, H., Nakamura, H., Shinagawa, H., Morikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+structure+of+the+RuvC+resolvase:+A+holliday+junction-specific+endonuclease+from+E.+coli.">Atomic structure of the RuvC resolvase: A holliday junction-specific endonuclease from E. coli.</a> Cell. 78 (6), 1063-1072 (1994).</li><li>Eichman, B. F., Vargason, J. M., Mooers, B. H., Ho, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Holliday+junction+in+an+inverted+repeat+DNA+sequence:+sequence+effects+on+the+structure+of+four-way+junctions.">The Holliday junction in an inverted repeat DNA sequence: sequence effects on the structure of four-way junctions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (8), 3971-3976 (2000).</li><li>Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+and+scalable+preparation+of+pure+and+dense+DNA+origami+solutions.">Facile and scalable preparation of pure and dense DNA origami solutions.</a> Angewandte Chemie: International Edition. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li><li>de Gennes, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reptation+of+a+polymer+chain+in+the+presence+of+fixed+obstacles.">Reptation of a polymer chain in the presence of fixed obstacles.</a> The Journal of Chemical Physics. 55 (2), 572-579 (1971).</li><li>Slater, G. W., Noolandi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+biased+reptation+model+for+charged+polymers.">New biased reptation model for charged polymers.</a> Physical Review Letters. 55 (15), 1579 (1985).</li><li>Lilley, D. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+branched+nucleic+acid+structure+using+comparative+gel+electrophoresis.">Analysis of branched nucleic acid structure using comparative gel electrophoresis.</a> Quarterly Reviews of Biophysics. 41 (1), 1-39 (2008).</li><li>Pfreundschuh, M., Martinez-Martin, D., Mulvihill, E., Wegmann, S., Muller, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiparametric+high-resolution+imaging+of+native+proteins+by+force-distance+curve-based+AFM.">Multiparametric high-resolution imaging of native proteins by force-distance curve-based AFM.</a> Nature Protocols. 9 (5), 1113-1130 (2014).</li></ol>

البروتوكولات المقدمة في هذه المادة التركيز على تجميع جزيئات الحمض النووي دائرية صغيرة والجمعية للنانو الحمض النووي. يمكن استخدام معظم التصاميم الحمض النووي التسلسل عشوائياً في هذا البروتوكول. نقاء المعينة التعميم أمر حاسم لنجاح التجميعات الحمض النووي. ويمكن تحسين غلة الإنتاج سيكليزاتي...

وقد استخدمت جزيئات الحمض النووي لبناء العديد من أنواع النانو على مدى عقود. زخارف نموذجية تشمل داي (كروس مزدوجة، أنتيباراليل، حتى النصف-يتحول) DAO البلاط1،2،3، البلاط نجمة4،5،،من67، واحد تقطعت بهم السبل (ss) البلاط8،،من910، والحمض النووي أوريغامي11،،من1213. ويتم تجميع هذه الزخارف الحمض النووي والأسوار من خطي ss-السلطات الوطنية المعينة. في الآونة الأخيرة، أفادت الآخرين ونحن استخدام النوكليوتيد ss التعميم كسقالات بناء زخارف ومد 1 الأنابيب النانوية، والمشابك 2D14،15،،من1617. عن طريق إدراج هوليداي مفرق (هجرية)18،19،،من2021 في مركز c64nt، يمكن أن يكون زوج من جانب اثنين من البلاط DAO شكلت17. هذه فكرة كداو الجديدة ومشتقاته مستقرة وجامدة ما يكفي لتجميع 2D الحمض النووي الأسوار يصل إلى 3 × 5 ميكرومتر2. في هذه الورقة، ونحن نستخدم مصطلح "بلاط التعميم"، التي تعرف بأنها مستقرة معقدة جزيء الحمض النووي التي شيدت سقالة دائرية واحدة وأخرى دبابيس الخطي من النوكليوتيد ss، وفترة أخرى من "بلاط الخطي"، التي تم إنشاؤها من مجموعة كاملة من الخطي س-النوكليوتيد.
هذا البروتوكول يوضح كيفية بناء خمسة أنواع من الحمض النووي النانو مع جزيئات الحمض النووي دائرية صغيرة السقالات: 1) لا حصر له من أسلاك c64nt و c84nt د 1، 2) لانهائية 2D كداو-c64nt-س وكداو-c64nt-E (-س يمثل عدد فردي 5 يتحول النصف و-E تمثل عدد زوجي من نصف 4-يتحول) الأسوار، 3) لانهائية 2D كداو-c84nt-س وكداو-c84nt-ه المشابك، 4) محدودة 2D 5 × 6 كداو-c64nt-س و 5 × 6 كداو-c74 & 84nt-O مستطيلات، 5) لانهائية نانورينجس أكداو-c64nt-ه د 1 ونانوسبيرالس (يرجى الرجوع إلى 3 الرقم-5 لرسومات تخطيطية وصور لأنواع النانو الحمض النووي الخمسة المذكورة أعلاه). يتم تجميع أسلاك c64nt و c84nt د 1 من كل سقالة c64nt و c84nt المقترنة دبوسان الخطي على التوالي. هو تعتيق كل بلاطة دائرية كداو-c64nt، أكداو-c64nt، c74nt كداو، أو كداو-c84nt من على سقالة المقابلة c64nt أو c74nt أو c84nt بأربعة دبابيس الخطي على التوالي. يتم تجميع المشابك 2D لانهائية من نفس النوع من اثنين من البلاط التعميم مع تسلسلات مختلفة. يتم تجميعها المشابك المستطيل 2D المحدودة اثنين من مجموعتين من البلاط الفرعية التعميم 32 على التوالي. لتوفير المال، التسلسل واحد فقط c64nt، و c74nt، و c84nt سقالة كل منهما بينما يتدلى مختلفة تستخدم يصلب 32 كداو-c64nt، c74nt كداو 12، والبلاط الفرعية التعميم c84nt كداو 20 على التوالي في الخطوة انلينغ بلاط الفرعية الأولى، ثم مزيج البلاط الفرعية التعميم 32 مقابلة معا وتطبيق الثانية شعرية الصلب خطوة لتجميع محدودة 5 × 6 كداو-c64nt-س و 5 × 6 كداو-c74 & 84nt-O المشابك، على التوالي. بالتأكيد، يمكن اعتماد السقالات دائرية متتابعة بشكل مختلف لتجميع مجموعة متنوعة من النانو محدودة الحجم، لكن سوف يكلف المزيد من المال والعمال. هي تعتيق نانورينجس أكداو-c64nt-ه د 1 لانهائية ونانوسبيرالس من البلاط التسلسل واحد غير المتناظر أكداو-c64nt مع اتصالات خطية من عدد زوجي من نصف 4-يتحول. هناك طريقتان لتجميع المشابك 2D لانهائية من البلاط التعميم كداو-c64nt وكداو-c84nt، والتي تتميز بالمسافات إينتيرتيلي من عدد زوجي من 4 وعدد فردي من النصف-يتحول 5 على التوالي. السابق يتطلب كافة المربعات محاذاة مماثل؛ الأخير يتطلب تناوب وجوه اثنين من البلاط المجاورة على طول محاور حلزونية. إذا كان الإطار المتجانب جامدة ومستو، مثل c64nt كداو، كلا النهجين سيولد نانوريبونس مستو؛ إذا البلاطة منحنى نحو اتجاه واحد، مثل كداو-c84nt، الاتصال إينتيرتيلي من عدد زوجي من 4 يتحول نصف سيولد الأنابيب النانوية، بينما الاتصال إينتيرتيلي من عدد فردي من 5 سوف تنتج يتحول نصف مستو نانوريبونس نظراً للقضاء على المنحازة لانحناء النمو بمحاذاة بديل للبلاط منحنية. جمعية ناجحة 1 د و 2D النانو الحمض النووي من البلاط التعميم يشير إلى العديد من المزايا لهذا النهج الجديد: فرض الاستقرار وصلابة البلاط التعميم على خطي البلاط، والبلاط مراوان لجمعية النانو غير متماثلة مثل نانورينجس ونانوريبونس، رؤى جديدة في فهم الميكانيكا الحمض النووي والهياكل الجزيئية، إلخ.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:684px;" width="684">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T4 ligase</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2011A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T4 buffer</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2011A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TE buffer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B548106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermo bottle</td>
			<td style="width:171px;">Thermos</td>
			<td style="width:131px;">SK-3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermo cycler</td>
			<td style="width:171px;">Bio Gener</td>
			<td style="width:131px;">GE4852T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Exonuclease I</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2650A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Exonuclease I buffer</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2650A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">30% (w/v) Acryl/Bis solution (19:1)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B546016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TAE premix podwer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B540023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mg(Ac)2&#183;4H2O</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">C0190550223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Urea</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">A510907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TEMED</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ammonium Persulfate</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">13041920295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Power supply</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">DYY-8C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Water bath</td>
			<td style="width:171px;">Sumsung</td>
			<td style="width:131px;">DK-S12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Formamide</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100314</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA Marker (25~500 bp)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B600303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA Marker (100~3000 bp)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B500347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Loading buffer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B548313</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PAGE electrophoresis systerm</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">24DN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filter</td>
			<td style="width:171px;">ASD</td>
			<td style="width:131px;">5010-2225</td>
			<td>0.22 &#181;M</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">UV imaging System</td>
			<td style="width:171px;">Tanon</td>
			<td style="width:131px;">2500R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">n-butanol</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">A501800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Absolute Ethanol</td>
			<td style="width:171px;">SCR</td>
			<td style="width:131px;">10009257</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">NaOAc</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">12032610459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:171px;">eppendorf</td>
			<td style="width:131px;">Centrifuge 5424R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vacuum concentrator</td>
			<td style="width:171px;">CHRIST</td>
			<td style="width:131px;">RVC 2-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultraviolet spectrum</td>
			<td style="width:171px;">Allsheng</td>
			<td style="width:131px;">Nano-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">nucleic acid stain</td>
			<td style="width:171px;">Biotium</td>
			<td style="width:131px;">16G1010</td>
			<td>GelRed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agarose</td>
			<td style="width:171px;">Biowest</td>
			<td style="width:131px;">G-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Agarose electrophoresis systerm</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">DYCP-31CN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Heating Plate</td>
			<td style="width:171px;">Jiangsu Jintan</td>
			<td style="width:131px;">DB-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TBE premix podwer&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B540024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">filter column</td>
			<td style="width:171px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:131px;">7326165</td>
			<td>Freeze &#39;N Squeeze column</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">AFM</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">Dimension FastScan</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEG8000</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100159</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mica</td>
			<td style="width:171px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:131px;">BP50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">triangular AFM probe in air</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">FastScan-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">triangular AFM probe in fulid</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">ScanAsyst-fluid+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA strands</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stable dna motifs, 1d and 2d nanostructures constructed from small circular dna molecules

تعرض هذه المقالة بروتوكول مفصل لتوليف جزيئات الحمض النووي دائرية صغيرة، الصلب الدائرية زخارف الحمض النووي، وتشييد النانو الحمض النووي 1 د و 2D. على مدى عقود، والتطور السريع لتكنولوجيا النانو الحمض النووي يعزى إلى استخدام خطي من السلطات الوطنية المعينة كمواد المصدر. على سبيل المثال، بلاط DAO (مزدوجة كروس، ويتحول نصف أنتيباراليل، والغريب) المعروف جيدا كلبنة للبناء في 2D المشابك الحمض النووي؛ بنية أساسية من DAO يتكون من اثنين النوكليوتيد خطية واحدة-الذين تقطعت بهم السبل (ss)، مثل الحبال اثنين جعل عقده جدة يد اليمنى. هنا، نوع جديد من البلاط الحمض النووي يسمى كداو (إلى جانب DAO) تم إنشاؤها باستخدام ss دائرية صغيرة-الحمض النووي c64nt أو c84nt (التعميم النيوكليوتيدات 64 أو 84) حبلا سقالة وعده ss الخطي-السلطات الوطنية المعينة كخيوط التيلة. يتم تجميعها النانو 1 د و 2D المثالي من البلاط كداو: أسلاك لانهائية، نانوسبيرالس، والأنابيب النانوية، نانوريبونس؛ ومستطيلات نانو المحدودة. يتم وصف بروتوكولات مفصلة: 1) إعداد ليجاسى T4 وتنقية من يشوه الصفحة (polyacrylamide هلام التفريد) من النوكليوتيد دائرية صغيرة، 2) الصلب من البلاط دائرية مستقرة، متبوعاً بتحليل الصفحة الأصلية، 3) تجميع لانهائي 1 مد أسلاك، نانورينجس، نانوسبيرالس، المشابك 2D لانهائية من الأنابيب النانوية، ونانوريبونس، ونانو 2D المحدودة-مستطيلات، متبوعاً بتصوير فؤاد (مجهر القوة الذرية). الطريقة بسيطة وقوية وفي متناول معظم المعامل.

الحمض النووي الدائري يتحرك أبطأ قليلاً من الحمض النووي الخطي السلائف في يشوه الصفحة (الشكل 2)، لأنه هو اخترق المسام داخل الحمض النووي الدائري والمتخلفين من جل ألياف23،،من2425. فعالية رد فعل الربط الصحيح سيك...

Watch this Scientific Journal Video about Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules at JoVE.com

Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules

تعرض هذه المقالة بروتوكول مفصل لربط T4 ويشوه تنقية صفحة صغيرة من جزيئات الحامض النووي المعاد، الصلب وتحليل الصفحة الأصلية البلاط دائرية، وتجميع وتصوير فؤاد النانو الحمض النووي 1 د و 2D، فضلا عن [اغروس] هلام تنقية النانو الحمض النووي المحدود التفريد والطرد المركزي.

زخارف الحمض النووي مستقرة، 1 د والنانو 2D شيدت من جزيئات الحمض النووي دائرية صغيرة

This article presents a detailed protocol for synthesis of small circular DNA molecules, annealing of circular DNA motifs, and construction of 1D and 2D ...

هذه الطريقة تمتد نانوتكنولوجيا الحمض النووي من المواد المصدر من oligonucleotide الخطية، DAS، إلى بعض DAS أكثر دائرية. المزايا الرئيسية لهذه التقنية هي أنه بسيط وقوي وبأسعار معقولة لمعظم المختبرات. لتنقية الحمض النووي الدائري، إضافة 20 ميكرولترات من الفورماميد إلى حل من الحمض النووي الدائري الطازجة، سليمة، إلى حجم النهائي من 140 ميكرولترات مع خلط.تحميل 16 إلى 20 ميكرولترات من حل الحمض النووي الدائري لكل من سبعة إلى تسعة آبار هلام PAGE denaturing. مزيج اثنين من microliters من صبغة التحميل مع ثمانية ميكرولترات من الحمض النووي الخطي السلائف المقابلة، وحقن الخليط في بئر مرجع منفصل. ثم تشغيل هلام لمدة ساعتين في 10 فولت في السنتيمتر الواحد، ووقف تشغيل عندما يمكن ملاحظة الزيلين سيانول FF حوالي ثلثي أسفل هلام.ارتداء قفازات مطاطية ونظارات واقية، ونقل الجل على لوحة كروماتوغرافية رقيقة الفلورسنت، واستخدام شفرة حلاقة لقطع عصابات هلام الهدف، كما مظلل من قبل الأشعة فوق البنفسجية تشعيع. ضع أربطة الجل في أنبوب ميكروسنتروجين ملليلتر للتجفيف ، ثم يهرس الهلام المجفف في عجينة ، وأضيف الماء المنزوع المتأين بضعف حجم الجل ، للتهز بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة. في صباح اليوم التالي، تصفية الخليط في أنبوب microcentuge ملليلتر اثنين، شطف جانبي الأنبوب الأول مع حجم صغير من المياه دي المتأينة لاسترداد أي الحمض النووي المتبقية، والتصفية مرة أخرى للجمع بين supernates.ثم تنقية الحمض النووي الدائري عن طريق هطول الأمطار الإيثانول، وتخزين الحمض النووي في ناقص 20 درجة مئوية. لحشرة واحدة، مزيج اثنين من microliters من 10 أضعاف تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم، وميكر واحد من كل 10 ميكرومولار الحمض النووي المحلول من مجموعة من خيوط خطية ودائرية في نسب الولية على قدم المساواة، ودالية إضافية تريس EDTA في 200 ميكرولتر PCR أنبوب الاختبار، إلى حجم النهائي من 20 ميكرولترات. ثم الحنّي حل التجميع في زجاجة حرارية من 95 إلى 25 درجة مئوية، أكثر من 48 ساعة.لثني خطوتين من lattices لانهائية، مزيج اثنين من microliters من 10 أضعاف تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم، وميكر واحد من كل 10 ميكرومولار محلول مخزون الحمض النووي من مجموعة من خيوط الخطية والدائرية في نسب مولية متساوية، ودالية إضافية تريس EDTA في 200 ميكرولتر PCR أنبوب الاختبار، إلى حجم النهائي من 20 ميكروليتر. في الخطوة الأولى دون البلاط الصلب، محن كل السلائف حل البلاط الفرعي في ثيرسيكلولر PCR، وذلك باستخدام طريقة التبريد الخطية السريعة من 95 إلى 25 درجة مئوية، أكثر من ساعتين ونصف. لإعداد الحل التجميعي لكل من lattices اللانهائي الأربعة، اخلط 10 ميكرولترات من كل من الحلين الفرعيين البلاط المقابلة معا، إلى تركيز نهائي من 0.25 ميكرومولار لكل حبلا.في الخطوة الثانية من الوَرَد، يُستخدم في المزيج المُصغر 20 في ثيرسيكلر PCR، باستخدام طريقة تبريد بطيئة. لخطوة اثنين من lattices مستطيل محدود، مزيج ميكرولتر واحد من 10 أضعاف تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم، 0.5 ميكرولترات من كل 10 ميكرومولر محلول مخزون الحمض النووي من مجموعة من خيوط خطية ودائرية في نسب الولية متساوية، ودالية إضافية تريس EDTA في 200 ميكروليلتر PCR أنبوب الاختبار، إلى حجم النهائي من 10 ميكروليتر. في الخطوة الأولى من التول، مُلّ كل حل السلائف الفرعي البلاط في الدراجات الحرارية PCR، وذلك باستخدام طريقة التبريد الخطية السريعة، كما هو موضح، من 95 إلى 25 درجة مئوية، أكثر من ساعتين ونصف، وخلط حلول 32 دون البلاط، مع كل 2 ميكرولترات، معا في 200 ميكرولتر PCR أنبوب الاختبار، إلى حجم النهائي من 64 microliters.ثم، في الخطوة الثانية التلد، الخليط 64 ميكرولتر في thermocycler، وذلك باستخدام طريقة التبريد بطيئة، كما هو موضح. لتنقية الكهرباء من lattices محدودة، وإعداد الأصلي 2٪ agarose هلام وتحميل 20 ميكرولترات من الحل شعرية محدودة في كل بئر، جنبا إلى جنب مع إضافة 5 ميكرولترات من 100 إلى 3000 سلم الحمض النووي زوج قاعدة، في بئر منفصلة. بعد تشغيل الجل لمدة ساعتين في 5 فولت لكل سنتيمتر في حمام ماء جليدي ، قطع نطاقات هلام الهدف عند مستوى مؤشر زوج القاعدة 1000 تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، كما هو موضح ، وشريحة عصابات الجل إلى قطع دقيقة.ضع المواد الهلامية المسحوقة في عمود تصفية، والطرد المركزي العمود لاستخراج lattices. ثم، وجمع الحل لتصوير المجهر القوة الذرية. لتنقية شعرية محدودة من قبل البوليثالين غليكول، أو PEG، مزيج 50 ميكرولترات من محلول شبكية محدودة مع حجم مساو من 15٪ PEG 8000 العازلة، الطرد المركزي الحل، وإعادة تعليق بيليه في 100 ميكرولتردات من PEG العازلة، للطرد المركزي إضافية.بعد الطرد المركزي الثاني، إعادة تعليق بيليه في تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم، للتصوير المجهري القوة الذرية. ل لا نهائي 2D شعرية التصوير المجهر القوة الذرية، تتشبث قبالة طبقة جديدة من الميكا، وإيداع اثنين من ميكرولترات من العينة مشقوق على السطح النظيف. السماح للحمض النووي lattices دقيقتين لامتصاص إلى سطح الميكا، قبل غسل السطح مرتين، مع 100 ميكرولترات من المياه دي المتأينة في كل غسل، وتجفيف السطح مع الهواء المضغوط بعد الغسيل الثاني.للحصول على صور مجهر القوة الذرية للحامض النووي اللا نهائي في الهواء، افتح وضع التنصت في برنامج التصوير، وحدد حجم المسح الضوئي إلى 0.5 إلى خمسة ميكرومتر، ودقة المسح الضوئي إلى 512 خطًا، ومعدل المسح الضوئي بين 1 إلى 3.5 هيرتز. ثم، مسح سطح الميكا مع مسابير المجهر القوة الذرية الثلاثية. لdnaded lattices التصوير، تشبث قبالة طبقة جديدة من الميكا، كما هو موضح، وأودع 80 ميكرولترات من واحدة أضعاف تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم على سطح الميكا نظيفة.بعد ذلك ، إضافة خمسة ميكرولترات من عينات محدودة في المخزن المؤقت ، والسماح للحمض النووي lattices دقيقتين لامتصاص إلى سطح الميكا ، قبل إضافة 50 ميكرولترات أخرى من تريس خلات EDTA العازلة المغنيسيوم إلى التحقيق. ثم، تعيين حجم المسح الضوئي إلى 0.5 إلى ميكرومتر واحد، ودقة المسح الضوئي إلى 256 خطوط، ومعدل المسح الضوئي إلى 1.5 هيرتز، قبل مسح السطح مع المسابير الثلاثية، كما هو موضح. يتحرك الحمض النووي الدائري أبطأ قليلاً من الحمض النووي الخطي في PAGE denaturing ، لأن المسام داخل الحمض النووي الدائري يتم اختراقها وتخلفها من ألياف الجل.إنّ 64 أسرة تجميع نووكليوتيد لديها نطاق واحد فقط واضح ونظيف لكلّ جمعية، ما يؤكد استقرار زخارفها أحادية اللون. التعميم 84 النيوكليوتيد أسر تجميع البلاط، ومع ذلك، لديها مسحات حول النطاقات الرئيسية، مما يدل على وجود المنتجات الثانوية طفيفة. بغض النظر عن القاصر من قبل منتجات من شركاء غير صحيحة، يمكن تجميع lattices ممتازة مع غلة عالية من الزخارف أحادية الهدف.كل تجميع له ميزات مورفولوجية خاصة به في مقياس المايكرومترات ، مثل الأسلاك النانوية ، الأنابيب النانوية ، النيانسبيرات ، النانوريبونات ، و nanorectangles. أثناء محاولة هذا الإجراء، من المهم أن نتذكر لتجنب، وخاصة، تلوث الحطام أثناء أو خارج الخطوات. بعد أن تطور، مهدت هذه التقنية الطريق للأبحاث في مجال تكنولوجيا النانو الحمض النووي لاستكشاف أفراد الأسرة الجدد من بعض تكنولوجيا النانو الحمض النووي أكثر دائرية.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid النيكل النانو من Diblock كوبوليمر Supramolecules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Microfluidic On-chip Capture-cycloaddition Reaction to Reversibly Immobilize Small Molecules or Multi-component Structures for Biosensor Applications

ميكروفلويديك على رقاقة رد الفعل التقاط-إضافة حلقية لشل حركة عكسية جزيئات صغيرة أو هياكل متعدد المكون للتطبيقات الاستشعار البيولوجي

Methods  for rapid surface immobilization of bioactive small molecules with control over  orientation and immobilization density are highly desirable for ...

Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

للطي وتوصيف روبوت الحيوية استجابة من الحمض النووي اوريغامي

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

التجميع الذاتي من الأشكال ثنائية الأبعاد المعقدة من البلاط DNA المفرد الذين تقطعت بهم السبل

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

إعداد ميكا والسيليكون ركائز لDNA اوريغامي التحليل والتجريب

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Highly Stable, Functional Hairy Nanoparticles and Biopolymers from Wood Fibers: Towards Sustainable Nanotechnology

مستقرة للغاية، وظيفية مشعر النانوية والبوليمرات الحيوية من ألياف الخشب: نحو تقنية النانو المستدام

Nanoparticles, as one of the key materials in nanotechnology and nanomedicine, have gained significant importance during the past decade. While ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

الحمض النووي-المغناطيسي الجسيمات ربط التحليل بتشتت الضوء الديناميكي والغرواني الكهربي

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

العلاج الجيني وحي بوليكيشن طلاء لحماية النانو أوريغامي الحمض النووي

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in ...