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

Siamo grati per il sostegno finanziario da NSFC (sovvenzioni n. 91753134 e 21571100) e lo stato chiave laboratorio di Bioelettronica di Southeast University.

1. preparazione di DNAs circolare
<ol><li>Utilizzare il DNAs lineare tutti forniti da aziende commerciali direttamente senza ulteriore purificazione.</li>
	<li>Centrifugare i campioni di DNA a 5.000 × g per 5 min raccogliere tutti i pellet di DNA nella parte inferiore dei tubi. Aggiungere un volume adeguato di buffer di TE (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8.0) per sciogliere il DNA.</li>
	<li>Misurare la concentrazione di "a" ng / µ l per ogni soluzione di ss-DNA utilizzando un micro spettrometro UV a 260 nm. Convertire "a...

<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>

I protocolli presentati in questo focus articolo sulla sintesi di piccole molecole di DNA circolare e l'assemblaggio di nanostrutture di DNA. La maggior parte dei disegni di DNA sequenziati in modo casuale può essere utilizzata in questo protocollo. La purezza di DNAs circolare è critica per il successo delle assemblee del DNA. Il rendimento di produzione di ciclizzazione può essere migliorato abbassando la concentrazione di DNA lineare 5'-fosforilato; Tuttavia, questo aumenterà il carico di lavoro per produrre la st...

Molecole di DNA sono stati usati per costruire molti generi di nanostrutture nei decenni. Motivi tipici includono DAE (doppio crossover, antiparallelo, anche metà-giri) e DAO piastrelle1,2,3, piastrelle stelle4,5,6,7, singolo incagliato (ss) piastrelle8,9,10e DNA origami11,12,13. Questi motivi di DNA e le grate sono assemblate da ss-DNAs lineare. Recentemente, gli altri e noi abbiamo segnalato l'uso di circolare ss-oligonucleotidi come scaffold per creare motivi, nanotubi 1D e 2D grate14,15,16,17. Inserendo un Holliday junction (HJ)18,19,20,21 presso il centro di c64nt, una coppia di due accoppiati DAO tessere può essere formata17. Questo nuovo motivo di cDAO e suoi derivati sono stabili e sufficientemente rigida da assemblare 2D DNA grate fino a 3 × 5 µm2. In questa carta, usiamo un termine "piastrella circolare", che è definito come una molecola di complessi del DNA stabile costruita con una impalcatura circolare e le altre graffette lineare di ss-oligonucleotidi, e un altro termine di "piastrella lineare", che è costruito da una serie completa di lineare SS-oligonucleotidi.
Questo protocollo viene illustrato come costruire cinque tipi di nanostrutture di DNA con piccole molecole di DNA circolare come impalcature: 1) infinito nanofili di c64nt e c84nt 1D, 2D cDAO-c64nt-O 2) infinito e cDAO-c64nt-E (-O rappresenta un numero dispari di 5 curve a metà e -E rappresenta un numero pari di 4 metà-giri) reticoli, 3) infinite 2D cDAO-c84nt-O ed cDAO-c84nt-E grate, 4) finiti 2D 5 × 6 cDAO-c64nt-O e 5 × 6 cDAO-c74 & 84nt-O rettangoli, 5) infinito 1 D acDAO-c64nt-E nanorings e nanospirals (si prega di fare riferimento a Figura 3-5 per i disegni schematici e le immagini di cui sopra cinque generi di nanostrutture di DNA). I nanofili di 1D c64nt e c84nt vengono assemblati da ogni c64nt e c84nt dell'impalcatura associato rispettivamente due graffette lineare. Ogni piastrella circolare di cDAO-c64nt, acDAO-c64nt, cDAO-c74nt o cDAO-c84nt è temprata dal suo patibolo corrispondente di c64nt, c74nt o c84nt con quattro graffette lineare rispettivamente. I reticoli 2D infiniti sono assemblati con lo stesso tipo di due piastrelle circolari con sequenze diverse. I due reticoli finiti rettangolo 2D sono assemblati da due set di Sub-tessere circolare 32 rispettivamente. Per risparmiare soldi, c84nt, c74nt e c64nt solo uno-sequenziato viene utilizzato come patibolo rispettivo mentre sporgenze differenti sono usati per temprare il 32 cDAO-c64nt, 12 cDAO-c74nt e 20 cDAO-c84nt circolare Sub-piastrelle rispettivamente nel primo passaggio ricottura Sub-tile, quindi mescolare le sub-tessere circolare 32 corrispondenti e applicare il reticolo secondo ricottura passo per assemblare il cDAO finiti 5 × 6-c64nt-O e 5 × 6 cDAO-c74 & 84nt-O le grate, rispettivamente. Sicuramente, diversamente-sequenziato circolare ponteggi possono essere adottati per assemblare una varietà di nanostrutture di dimensioni finite, tuttavia vi costerà più soldi e fatiche. L'infinito 1D acDAO-c64nt-E nanorings e nanospirals vengono ricotti da uno-sequenziato asimmetrica acDAO-c64nt piastrelle con connessioni lineare di un numero pari di 4 metà-giri. Esistono due approcci per assemblare le grate 2D infinite da circolare piastrelle di cDAO-c64nt e cDAO-c84nt, che si distinguono per le distanze intertile di un numero pari di 4 e un numero dispari di 5 metà-giri rispettivamente. Il primo richiede tutte le tessere per essere allineati in modo identico; quest'ultimo richiede alternanza delle facce di due tessere adiacenti lungo gli assi elicoidali. Se la piastrella è rigida e piana, ad esempio cDAO-c64nt, entrambi gli approcci genererà nanonastri planare; Se la piastrella è curvo verso una direzione, ad esempio cDAO-c84nt, la intertile connessione di un numero pari di 4 giri mezza genereranno nanotubi, mentre la connessione intertile di un numero dispari di 5 giri mezzo produrrà planare nanonastri dovuto l'eliminazione di curvatura-biased crescita di allineamento alternativo di tegole curve. Il corretto montaggio di nanostrutture di DNA 1D e 2D da piastrelle circolare indica diversi vantaggi di questo nuovo approccio: applicate come stabilità e rigidità della circolare piastrelle sopra le mattonelle lineare, piastrelle chirali per assemblaggio di nanostrutture asimmetrico nanorings e nanonastri, nuove visioni sulla comprensione della meccanica del DNA e strutture molecolari, ecc.

<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

Questo articolo presenta un protocollo dettagliato per la sintesi di piccole molecole di DNA circolare, ricottura di motivi di DNA circolare e la costruzione di nanostrutture di DNA 1D e 2D. Nel corso di decenni, il rapido sviluppo della nanotecnologia del DNA è attribuito all'uso di DNAs lineare come i materiali di origine. Ad esempio, le mattonelle DAO (double crossover, curve a metà in antiparallelo, dispari) sono ben nota come un blocco di costruzione per la costruzione delle grate del DNA 2D; la struttura di base di DAO è fatto da due oligonucleotidi lineare singolo filamento (ss), come due corde facendo un nodo di nonna di mano destra. Qui, un nuovo tipo di piastrelle di DNA chiamato cDAO (accoppiato DAO) sono costruiti utilizzando un piccolo ss-DNA circolare di c64nt o c84nt (circolare 64 o 84 nucleotidi) come filo del patibolo e diversi ss-DNAs lineare come i fili dei punti metallici. Perfetti nanostrutture 1D e 2D sono assemblati da cDAO piastrelle: nanospirals, nanotubi, nanofili infinito, nanonastri; e nano-rettangoli finiti. Protocolli dettagliati sono descritti: 1) preparazione di ligasi T4 e purificazione denaturando pagina (elettroforesi del gel di poliacrilammide) di piccoli oligonucleotidi circolare, 2) ricottura di piastrelle circolare stabile, seguita dall'analisi di pagina nativo, 3) montaggio di infinito 1D nanofili, nanorings, nanospirals, reticoli 2D infiniti di nanotubi e nanonastri e finiti 2D nano-rettangoli, seguita da formazione immagine AFM (microscopia a forza atomica). Il metodo è semplice, robusto e conveniente per la maggior parte dei laboratori.

Il DNA circolare si muove leggermente più lento del suo DNA lineare precursore nel denaturare pagina (Figura 2) perché è penetrato il poro dentro il DNA circolare e ritardato di gel fibre23,24,25. L'efficienza di reazione di legatura corretta per ciclizzazione oligo-monomero dipende dalla sequenza di substrato e concentrazione, temperatura di reazione, tempo, ...

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

Questo articolo presenta un protocollo dettagliato per la legatura di T4 e denaturazione pagina purificazione di piccole molecole di DNA circolare, ricottura e nativo pagina analisi circolare piastrelle, montaggio e formazione immagine AFM di nanostrutture di DNA 1D e 2D, nonché dell'agarosi gel purificazione di elettroforesi e centrifugazione di nanostrutture di DNA finiti.

Motivi di DNA stabile, 1D e 2D nanostrutture costruito da molecole di DNA circolare piccola

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

Questo metodo estende la nanotecnologia del DNA dai materiali sorgente dell'oligonucleotide lineare, DAS, in qualche DAS più circolare. I principali vantaggi di questi tecnici sono che è un semplice, robusto e conveniente per la maggior parte dei laboratori. Per la purificazione circolare del DNA, aggiungere 20 microlitri di formamide a una soluzione di DNA circolare appena preparato e intatto, ad un volume finale di 140 microlitri con miscelazione.Caricare da 16 a 20 microlitri di soluzione circolare di DNA in ciascuno dei sette o nove pozzi di gel PAGE denaturanti. Mescolare due microlitri di colorante di carico con otto microlitri del corrispondente DNA lineare precursore e iniettare la miscela in un pozzo di riferimento separato. Quindi far funzionare il gel per circa due ore a 10 volt per centimetro, fermando la corsa quando lo xilene cianolo FF può essere osservato circa due terzi lungo il gel.Indossando guanti e occhiali di gomma, trasferire il gel su una piastra cromatografica fluorescente a strato sottile e utilizzare una lama di rasoio per tagliare le fasce di gel bersaglio, come oscurato dall'irradiazione UV. Mettere le fasce di gel in un tubo microcentrifugo a due millilitri per l'essiccazione, quindi schiacciare i gel essiccati in una pasta e aggiungere acqua deionizzata al doppio del volume del gel, per scuotere durante la notte a temperatura ambiente. La mattina seguente, filtrare la miscela in un tubo di microcentrifugo a due millilitri, risciacquando i lati del primo tubo con un piccolo volume di acqua deionizzata per recuperare qualsiasi DNA residuo e filtrando di nuovo per combinare i supernate.Quindi purificare il DNA circolare attraverso la precipitazione dell'etanolo e conservare il DNA a meno 20 gradi Celsius. Per una ricottura in vaso, mescolare due microlitri di tampone di magnesio EDTA tris acetato da 10 volte, un microlitro di ogni soluzione di 10 micromolare di dna di un insieme di filamenti lineari e circolari in rapporti molari uguali e un buffer Tris EDTA aggiuntivo in una provetta PCR da 200 microlitri, a un volume finale di 20 microlitri. Quindi ricottura la soluzione di assemblaggio in una bottiglia termica da 95 a 25 gradi Celsius, per oltre 48 ore.Per la ricottura in due fasi di reticoli infiniti, mescolare due microlitri di tampone in magnesio EDTA in acetato tris 10 volte, un microliter di ogni soluzione di 10 micromolare di stock di DNA di un insieme di filamenti lineari e circolari in rapporti molari uguali e un buffer Tris EDTA aggiuntivo in una provetta PCR da 200 microlitri, a un volume finale di 20 microlitri. Nella prima fase di ricottura delle sotto-piastrelle, ricotturare ogni soluzione di sotto-piastrella precursore in un termociclo PCR, utilizzando un metodo di raffreddamento lineare veloce da 95 a 25 gradi Celsius, per due ore e mezza. Per preparare la soluzione di assemblaggio, per ciascuno dei quattro reticoli infiniti, mescolare 10 microlitri di ciascuna delle due corrispondenti soluzioni di sottotegola insieme, ad una concentrazione finale di 0,25 micromolare per ogni filamento.Nella seconda fase di ricottura del reticolo, ricottura la miscela di 20 microliter in un termociclometro PCR, utilizzando un metodo di raffreddamento lento. Per la ricottura in due fasi di due reticoli rettangoli finiti, mescolare un microlitro di 10 volte Tris acetato EDTA magnesio buffer, 0,5 microlitri di ogni soluzione di 10 micromolare di DNA stock di un insieme di filamenti lineari e circolari in rapporti molari uguali, e tampone Tris EDTA aggiuntivo in una provetta PCR da 200 microlitri, ad un volume finale di 10 microlitri. Nella prima fase di ricottura, ricottura ogni soluzione di sub-piastrella precursore nel termociclo pcr, utilizzando il metodo di raffreddamento lineare veloce, come dimostrato, da 95 a 25 gradi Celsius, in due ore e mezza, e mescolare le soluzioni di sotto-piastrella ricotta 32, ognuna con 2 microlitri, insieme in una provetta PCR da 200 microlitri, a un volume finale di 64 microlitri.Quindi, nella seconda fase di ricottura, ricottura la miscela di 64 microliter nel termociclo, utilizzando il metodo di raffreddamento lento, come dimostrato. Per la purificazione dell'elettroforesi dei reticoli finiti, preparare un gel nativo del 2%agarosio e caricare 20 microlitri della soluzione reticolare finita in ogni pozzo, insieme all'aggiunta di 5 microlitri di una scala del DNA da 100 a 3000 coppie di basi, in un pozzo separato. Dopo aver esistito il gel per due ore a 5 volt per centimetro in un bagno d'acqua ghiacciata, tagliare le fasce di gel bersaglio a circa il livello del marcatore della coppia di basi 1000 sotto la luce UV, come dimostrato, e tagliare le bande di gel a pezzi fini.Posizionare i gel frantumati in una colonna di filtro e centrifugare la colonna per estrarre i reticoli. Quindi, raccogliere la soluzione per l'imaging della microscopia a forza atomica. Per la purificazione finita del reticolo mediante glicole polietalene, o PEG, mescolare 50 microlitri della soluzione reticolare finita con un volume uguale di tampone 15%PEG 8000, centrifugare la soluzione e sospendere il pellet in 100 microlitri di buffer PEG, per una centrifugazione aggiuntiva.Dopo la seconda centrifugazione, sospendere il pellet nel tampone di magnesio TRIS acetato EDTA, per l'imaging della microscopia a forza atomica. Per l'imaging infinito al microscopio a forza atomica reticolare 2D, scindere un nuovo strato di mica e depositare due microlitri del campione ricotto sulla superficie pulita. Lasciare che il DNA reticoli due minuti per assorbire sulla superficie della mica, prima di lavare la superficie due volte, con 100 microlitri di acqua deionizzata per lavaggio, asciugando la superficie con aria compressa dopo il secondo lavaggio.Per ottenere immagini al microscopio a forza atomica dei reticoli di DNA infinito nell'aria, aprire la modalità di maschiatura nel software di imaging e impostare la dimensione della scansione su 0,5-cinque micrometri, la risoluzione della scansione su 512 linee e la velocità di scansione compresa tra uno e 3,5 Hertz. Quindi, scansionare la superficie della mica con sonde al microscopio a forza atomica triangolari. Per l'imaging finito dei reticoli di DNA, scindere un nuovo strato di mica, come dimostrato, e depositare 80 microlitri di un tampone di magnesio EDTA tris acetato di una piega sulla superficie pulita della mica.Successivamente, aggiungere cinque microlitri di campioni finiti nel tampone, e permettere ai reticoli di DNA due minuti di assorbire sulla superficie della mica, prima di aggiungere altri 50 microlitri di tampone di magnesio EDTA tris acetato alla sonda. Quindi, impostare la dimensione della scansione su 0,5 a un micrometro, la risoluzione della scansione su 256 linee e la velocità di scansione su 1,5 Hertz, prima di scansionare la superficie con le sonde triangolari, come dimostrato. Il DNA circolare si muove leggermente più lentamente del suo DNA lineare precursore nella PAGINA denaturante, perché il poro all'interno del DNA circolare è penetrato e ritardato dalle fibre di gel.Le famiglie circolari di assemblaggio nucleotidico 64 hanno una sola fascia chiara e pulita per ogni assieme, confermando la stabilità dei loro motivi monomeri. Le 84 famiglie circolari di assemblaggio nucleotidici di piastrelle, tuttavia, hanno strisci attorno alle loro bande principali, indicando la presenza di piccoli by-products. Indipendentemente dal minore da prodotti di associati errati, ottimi reticoli ad alte rese possono essere assemblati dai motivi monomeri target.Ogni assieme ha le sue caratteristiche morfologiche nella scala dei micrometri, come nanofili, nanotubi, nanospirali, nanoribboni e nanoreclicoli. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di evitare, in particolare, la contaminazione da detriti durante o fuori dai passaggi. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha spianato la strada alle ricerche nel campo della nanotecnologia del DNA per esplorare nuovi membri della famiglia di alcune nanotecnologie del DNA più circolari.

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