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

Wir sind dankbar für finanzielle Unterstützung von der NSFC (Zuschüsse Nr. 91753134 und 21571100) und den Schlüssel Labor der Bioelektronik von Südosten Landesuniversität.

1. Vorbereitung des kreisförmigen DNAs
<ol><li>Verwenden Sie alle linearen DNAs von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft direkt ohne weitere Reinigung zur Verfügung gestellt.</li>
	<li>Zentrifugieren Sie die DNA-Proben bei 5.000 × g für 5 min um alle DNA-Pellets am Ende der Rohre zu sammeln. Fügen Sie eine entsprechende Volumen der TE-Puffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8,0), die DNS aufzulösen.</li>
	<li>Messen die Konzentration von "a" ng/µL für jede ss-DNA-Lösung mit einem Mikro UV-Spektrometer bei 260 nm....

<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>

Die Protokolle, die in diesem Artikel konzentrieren sich auf die Synthese der kleine kreisförmige DNA-Moleküle und die Montage von DNA Nanostrukturen vorgestellt. In diesem Protokoll können die meisten zufällig sequenzierten DNA-Designs verwendet werden. Die Reinheit der kreisförmigen DNAs ist entscheidend für den Erfolg von DNA-Baugruppen. Die Produktionsausbeute des Biosyntheseschritt kann durch Senkung der Konzentration von 5' phosphoryliert lineare DNA verbessert werden; Dies erhöht jedoch die Arbeitsauslastun...

DNA-Moleküle wurden verwendet, um viele Arten von Nanostrukturen über Jahrzehnte zu bauen. Typische Motive sind DAE (doppelte Crossover, antiparallel, noch halb-Umdrehungen) und DAO Fliesen1,2,3, Sterne Fliesen4,5,6,7, Einzelbett gestrandet (ss) Fliesen8,9,10und DNA Origami11,12,13. Diese DNA-Motive und Gitter sind aus linearen ss-DNAs zusammengesetzt. Vor kurzem berichteten andere und wir die Verwendung von kreisförmigen ss-Oligonukleotide als Gerüste, Motive, Nanoröhren 1D und 2D Gitter14,15,16,17zu bauen. Durch das Einfügen einer Holliday Junction (HJ)18,19,20,21 in der Mitte des c64nt, kann ein paar von zwei gekoppelten DAO Kacheln gebildeten17sein. Dieses neue cDAO Motiv und seine Derivate sind stabil und steif genug, um 2D montieren Salzgitter DNA bis zu 3 × 5 µm2. In diesem Papier verwenden wir eine Laufzeit von "kreisförmige Fliese", definiert als eine stabile komplexe DNA-Molekül mit einem kreisförmigen Gerüst und andere lineare Grundnahrungsmittel der ss-Oligonukleotide gebaut und ein weiterer Begriff "lineare Fliese", die aus einem vollständigen Satz von linear aufgebaut ist SS-Oligonukleotide.
Dieses Protokoll zeigt, wie Sie fünf Arten von DNA Nanostrukturen mit kleinen kreisförmigen DNA-Molekülen als Gerüste zu konstruieren: 1) unendliche 1D c64nt und c84nt-Nanodrähte, 2) unendliche 2D cDAO-c64nt-O und cDAO-c64nt-E (-O steht für eine ungerade Anzahl von 5 halbe Drehungen und -E entspricht einer geraden Anzahl von 4 halbe Drehungen) Gittern, 3) unendliche 2D cDAO-c84nt-O und cDAO-e c84nt Gitter, 4) endlichen 2D 5 × 6 cDAO-c64nt-O und 5 × 6 cDAO c74 & 84nt-O Rechtecke, 5) unendlich 1 D AcDAO-c64nt-E Nanoringe und Nanospirals (siehe Abbildung 3-5 für die schematische Zeichnungen und Bilder der oben genannten fünf Arten von DNA Nanostrukturen). Die 1D c64nt und c84nt-Nanodrähte werden aus jeder c64nt und c84nt Gerüst mit zwei linearen Heftklammern verbunden bzw. montiert. Jede Runde Kachel cDAO-c64nt, AcDAO-c64nt, cDAO-c74nt oder cDAO-c84nt ist von seiner entsprechenden Gerüst von c64nt, c74nt oder c84nt mit vier lineare Heftklammern bzw. geglüht. Die unendliche 2D Gitter sind aus dem gleichen Typ von zwei kreisförmigen Platten mit verschiedenen Sequenzen montiert. Die zwei endliche 2D Rechteck-Gitter werden jeweils aus zwei Sätzen von 32 Runden Sub-Platten montiert. Um Geld zu sparen, nur ein sequenziert c64nt, c74nt und c84nt dient als das jeweilige Gerüst während verschiedenen Überhängen verwendet werden, um die 32 cDAO-c64nt, 12 cDAO-c74nt und 20 cDAO-c84nt kreisförmigen Sub-Platten bzw. im ersten Sub Fliese Glühen Schritt, dann glühen Mischen Sie die entsprechenden 32 kreisförmigen Sub-Platten zusammen und auftragen Sie das zweite Gitter Glühen Schritt um die endlichen 5 × 6 cDAO-c64nt-O und 5 × 6 cDAO c74 & 84nt-O-Gittern, bzw. zu montieren. Auf jeden Fall, können anders sequenziert kreisförmige Gerüste zur Montage einer Vielzahl von endlicher Größe Nanostrukturen, verabschiedet, doch es mehr Geld und Arbeit kostet. Die unendliche 1D AcDAO-c64nt-E Nanoringe und Nanospirals sind aus einer sequenziert asymmetrische AcDAO-c64nt-Fliesen mit lineare Verbindungen von einer geraden Anzahl von 4 halbe Drehungen geglüht. Es gibt zwei Ansätze zum unendlichen 2D Gitter aus kreisförmigen Platten cDAO-c64nt und cDAO-c84nt, die sich durch die intertile Entfernungen von einer geraden Anzahl von 4 und eine ungerade Anzahl von 5 halbe Umdrehungen bzw. montieren. Ersteres erfordert alle Fliesen gleich ausgerichtet werden; Letzteres erfordert Wechsel von den Gesichtern der beiden benachbarten Fliesen entlang der spiralförmigen Achsen. Wenn die Fliese starr und planar, z. B. cDAO-c64nt ist, werden beide Ansätze planaren Nanoribbons erzeugen; Wenn die Fliesen in eine Richtung, wie z. B. cDAO-c84nt, die intertile Verbindung aus einer geraden Anzahl von 4 gekrümmt ist halbe Umdrehungen generiert Nanoröhren, während die intertile Verbindung aus einer ungeraden Zahl von 5 halbe Umdrehungen erzeugt planaren Nanoribbons durch Wegfall der Krümmung voreingenommen Wachstum durch alternative Ausrichtung der gebogene Fliesen. Die erfolgreiche Montage von 1D und 2D DNA Nanostrukturen aus kreisförmigen Platten zeigt mehrere Vorteile dieses neuen Ansatzes: Stabilität und Steifigkeit der kreisförmigen Platten über lineare Fliesen, chiralen Fliesen für die Montage von asymmetrischen Nanostrukturen wie erzwungen Nanoringe und Nanoribbons, neue Visionen auf die DNA-Mechanik und molekularen Strukturen, etc.zu verstehen.

<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

Dieser Artikel stellt ein detailliertes Protokoll für die Synthese der kleine kreisförmige DNA-Moleküle, kreisförmige DNA-Motive und Bau von 1D und 2D DNA Nanostrukturen glühen. Über Jahrzehnte ist die rasante Entwicklung der DNA-Nanotechnologie zur Verwendung von linearen DNA als die Ausgangsstoffe zurückzuführen. Beispielsweise ist die DAO (double Crossover, antiparallel, ungerade halbe Umdrehungen) Fliese bekannt als ein Baustein für den Bau der 2D DNA Gitter; die Kernstruktur des DAO besteht aus zwei lineare einzelsträngige (ss)-Oligonukleotide, wie zwei Seile machen einen rechten Oma Knoten. Hier werden eine neue Art von DNA-Fliesen genannt cDAO (gekoppelte DAO) mit einen kleinen kreisförmigen ss-DNA von c64nt oder c84nt gebaut (Rundschreiben 64 oder 84 Nukleotide) als Gerüst-Strand und mehrere lineare ss-DNA als Grundnahrungsmittel Stränge. Perfekte 1D und 2D Nanostrukturen aus cDAO Fliesen zusammengesetzt sind: unendliche Nanodrähte, Nanospirals, Nanoröhren, Nanoribbons; und endlichen Nano-Rechtecke. Ausführliche Protokolle werden beschrieben: (1) Vorbereitung von T4-Ligase und Reinigung durch Denaturierung (Polyacrylamid-Gelelektrophorese) Seite der kleinen kreisförmigen Oligonukleotide, 2) Glühen von stabilen kreisförmigen Platten, gefolgt von native Seitenanalyse, (3) Montage der unendliche 1D Nanodrähte, Nanoringe, Nanospirals, unendliche 2D Gitter von Nanoröhren und Nanoribbons und endlichen 2D Nano-Rechtecke, gefolgt von AFM (Atomic Force Microscopy) Bildgebung. Die Methode ist einfach, robust und erschwinglich für die meisten Labore.

Die kreisförmige DNA bewegt sich etwas langsamer als seine Vorläufer lineare DNA Denaturierung Seite (Abbildung 2), weil die Pore in die kreisförmige DNA eingedrungen ist und verzögert durch Gel Fasern23,24,25. Die richtige Ligatur Reaktion Effizienz für Oligo-Monomer Biosyntheseschritt hängt von Substrat Sequenz und Konzentration, Reaktionstemperatur, Zeit, <e...

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

Dieser Artikel stellt ein detailliertes Protokoll für T4 Ligatur und Geruchsstoffen Seite Reinigung der kleine kreisförmige DNA-Moleküle, Glühen und native Seitenanalyse der kreisförmigen Platten, Montage und AFM Imaging von 1D und 2D DNA Nanostrukturen sowie Agarose-gel Elektrophorese und Zentrifugation Reinigung des endlichen DNA Nanostrukturen.

Stabile DNA-Motive, 1D und 2D Nanostrukturen aus kleinen kreisförmigen DNA-Moleküle gebaut

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

Diese Methode erweitert die DNA-Nanotechnologie aus den Ausgangsmaterialien des linearen Oligonukleotids DAS in einige kreisförmige DAS. Die Hauptvorteile dieser technischen sind, dass es eine einfache, robuste und erschwinglich für die meisten Labore ist. Zur kreisförmigen DNA-Reinigung 20 Mikroliter Formamid zu einer Lösung frisch zubereiteter, intakter kreisförmiger DNA zu einem Endvolumen von 140 Mikrolitern mit Mischen hinzufügen.Laden Sie 16 bis 20 Mikroliter kreisförmige DNA-Lösung auf jeweils sieben bis neun denaturierende PAGE-Gelbrunnen. Mischen Sie zwei Mikroliter Ladefarbstoff mit acht Mikrolitern der entsprechenden Vorläufer-Linear-DNA und injizieren Sie das Gemisch in einen separaten Referenzbrunnen. Dann laufen Sie das Gel für etwa zwei Stunden bei 10 Volt pro Zentimeter, stoppen Sie den Lauf, wenn das Xylol Cyanol FF etwa zwei Drittel des Gels beobachtet werden kann.Tragen Sie Gummihandschuhe und Schutzbrille, übertragen Sie das Gel auf eine fluoreszierende dünnschichtige Chromatographieplatte und schneiden Sie die von der UV-Bestrahlung beschatteten Zielgelbänder mit einer Rasierklinge ab. Die Gelbänder zum Trocknen in ein Zwei-Milliliter-Mikrozentrifugenrohr geben, dann die getrockneten Gele in eine Paste zermahlen und deionisiertes Wasser bei doppeltso viel Gel hinzufügen, zum überNachtschütteln bei Raumtemperatur. Am nächsten Morgen filtern Sie das Gemisch in ein Zwei-Milliliter-Mikrozentrifugenrohr, spülen die Seiten des ersten Rohres mit einem kleinen Volumen an enionisiertem Wasser, um Rest-DNA wiederherzustellen, und filtern Sie wieder, um die Supernate zu kombinieren.Dann reinigen Sie die kreisförmige DNA über Ethanol-Fällung, und speichern Sie die DNA bei minus 20 Grad Celsius. Mischen Sie für ein Topfglühen zwei Mikroliter 10-fachen TrisAcetat EDTA Magnesiumpuffer, je 10 Mikromol-DNA-Stammlösung aus einem Satz linearer und kreisförmiger Stränge in gleichen Molarenverhältnissen und zusätzlichen Tris EDTA-Puffer in einem 200-Mikroliter-PCR-Testrohr auf ein Endvolumen von 20 Mikrolitern. Dann die Montagelösung in einer Thermoflasche von 95 bis 25 Grad Celsius, über 48 Stunden.Mischen Sie für das zweistufige Glühen von unendlichen Gittern zwei Mikroliter des 10-fachen Trisacetat EDTA Magnesiumpuffers, einen Mikroliter jeder 10 mikromollaren DNA-Stammlösung eines Satzes linearer und kreisförmiger Stränge in gleichen Molarenverhältnissen und zusätzlichen Tris EDTA-Puffer in einem 200-Mikroliter-PCR-Teströhrchen auf ein Endvolumen von 20 Mikrolitern. Im ersten Unterkachel-Glühschritt wird jede Vorläufer-Unterkachellösung in einem PCR-Thermocycler mit einer schnellen linearen Kühlmethode von 95 bis 25 Grad Celsius über zweieinhalb Stunden annealiert. Zur Vorbereitung der Montagelösung mischen Sie für jedes der vier unendlichen Gitter 10 Mikroliter der beiden entsprechenden Unterfliesenlösungen zu einer Endkonzentration von 0,25 Mikromolaren für jeden Strang.Im zweiten Gitter-Glühschritt wird die 20-Mikroliter-Mischung in einem PCR-Thermocycler mit einem langsamen Kühlverfahren anneal. Mischen Sie für zweistufiges Glühen von zwei endlichen Rechteckgittern einen Mikroliter 10-fachen Trisacetat EDTA Magnesiumpuffer, 0,5 Mikroliter je 10 mikromolare DNA-Lagerlösung eines Satzes linearer und kreisförmiger Stränge in gleichen Molarenverhältnissen und zusätzlichen Tris EDTA-Puffer in einem 200-Mikroliter-PCR-Teströhrchen zu einem Endvolumen von 10 Mikrolitern. Im ersten Glühschritt wird jede Vorläufer-Unterkachellösung im PCR-Thermocycler mit der schnellen linearen Kühlmethode, wie gezeigt, von 95 bis 25 Grad Celsius über zweieinhalb Stunden annealiert und die geglühten 32 Sub-Fliesen-Lösungen mit jeweils 2 Mikrolitern in einem 200-Mikroliter-PCR-Reagenzglas auf ein Endvolumen von 64 Mikrolitern gemischt.Dann, im zweiten Glühschritt, die 64-Mikroliter-Mischung im Thermocycler mit dem langsamen Kühlverfahren annealieren, wie gezeigt. Für die Elektrophorese-Reinigung der endlichen Gitter, bereiten Sie ein natives 2%Agarose-Gel vor und laden Sie 20 Mikroliter der endlichen Gitterlösung in jeden Brunnen, zusammen mit der Zugabe von 5 Mikrolitern einer 100 bis 3000 Base-Pair-DNA-Leiter, in einem separaten Brunnen. Nachdem Sie das Gel zwei Stunden lang bei 5 Volt pro Zentimeter in einem Eiswasserbad laufen lassen, schneiden Sie die Zielgelbänder auf etwa dem Niveau des 1000-Basispaar-Markers unter UV-Licht, wie gezeigt, und schneiden Sie die Gelbänder in feine Stücke.Legen Sie die zerkleinerten Gele in eine Filterspalte und zentrieren Sie die Säule, um die Gitter zu extrahieren. Sammeln Sie dann die Lösung für die Atomkraftmikroskopie-Bildgebung. Zur endlichen Gitterreinigung durch Polyethalinglycol oder PEG 50 Mikroliter der endlichen Gitterlösung mit einem gleichen Volumen von 15%PEG 8000 Puffer mischen, die Lösung zentrifugieren und das Pellet in 100 Mikroliter PEG-Puffer für eine zusätzliche Zentrifugation wieder aufsetzen.Nach der zweiten Zentrifugation das Pellet im Trisacetat EDTA Magnesiumpuffer für die Atomkraftmikroskopie wieder aufsetzen. Für eine unendliche 2D-Gitter-Atomkraftmikroskop-Bildgebung, spalten Sie eine frische Schicht Glimmer ab und legen Sie zwei Mikroliter der geglühten Probe auf die saubere Oberfläche ab. Lassen Sie die DNA-Gitter zwei Minuten auf die Glimmeroberfläche zu absorbieren, bevor Sie die Oberfläche zweimal waschen, mit 100 Mikroliter enionisiertem Wasser pro Wäsche, die Oberfläche nach der zweiten Wäsche mit Druckluft trocknen.Um Atomkraftmikroskopbilder der unendlichen DNA-Gitter in der Luft zu erhalten, öffnen Sie den Abstichmodus in der Bildgebungssoftware und stellen Sie die Scangröße auf 0,5 bis fünf Mikrometer, die Scanauflösung auf 512 Zeilen und die Scanrate zwischen einem und 3,5 Hertz ein. Scannen Sie dann die Glimmeroberfläche mit dreieckigen Atomkraftmikroskoponen. Für endliche DNA-Gitter, die bildgebungsbildn sind, spalten Sie eine frische Schicht Glimmer, wie gezeigt, und legen Sie 80 Mikroliter eines Falte Tris Acetat EDTA Magnesiumpuffers auf die saubere Glimmeroberfläche ab.Als nächstes fügen Sie fünf Mikroliter endlicher Proben in den Puffer ein und lassen Sie die DNA-Gitter zwei Minuten auf die Glimmeroberfläche aufnehmen, bevor Sie der Sonde weitere 50 Mikroliter Tris Acetat EDTA Magnesiumpuffer hinzufügen. Stellen Sie dann die Scangröße auf 0,5 bis ein Mikrometer, die Scanauflösung auf 256 Zeilen und die Scanrate auf 1,5 Hertz ein, bevor Sie die Oberfläche mit den dreieckigen Sonden scannen, wie gezeigt. Die kreisförmige DNA bewegt sich etwas langsamer als ihre lineare Vorläufer-DNA in der denaturierenden PAGE, da die Pore in der kreisförmigen DNA durch die Gelfasern durchdrungen und verzögert wird.Die kreisförmigen 64 Nukleotid-Montagefamilien haben für jede Baugruppe nur ein klares und sauberes Band, was die Stabilität ihrer Monomermotive bestätigt. Die kreisförmigen 84 Nukleotid-Montagefamilien von Fliesen haben jedoch Abstriche um ihre Hauptbänder, was auf das Vorhandensein kleinerer Nebenprodukte hinweist. Unabhängig von den Nebenprodukten falscher Mitarbeiter lassen sich aus den Zielmonomermotiven hervorragende Gitter mit hohen Erträgen zusammenbauen.Jede Baugruppe hat ihre eigenen morphologischen Merkmale im Mikrometermaßstab, wie Nanodrähte, Nanoröhren, Nanospiralen, Nanobänder und Nanorechtecke. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, insbesondere eine Verunreinigung von Schmutz während oder außerhalb der Stufen zu vermeiden. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forschungen auf dem Gebiet der DNA-Nanotechnologie, um neue Familienmitglieder einer kreisförmigeren DNA-Nanotechnologie zu erforschen.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid Nickel Nanostrukturen aus Diblockcopolymer Übermolekülen

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Forschung

Chemie

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

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Mikrofluidik-On-Chip-Capture-Cycloaddition reversibel Unbeweglichkeitseffekt kleine Moleküle oder Mehrkomponenten-Strukturen für Biosensor-Anwendungen

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

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