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

NSFC (助成金第号 91753134 と 21571100)、および状態キー研究所のバイオの東南大学から財政支援に感謝しております。

1. 円形 Dna の準備
<ol><li>すべての線形 DNAs をさらに精製することがなく直接商業企業によって提供されるを使用します。</li>
	<li>チューブの下部にすべての DNA のペレットを収集するために 5 分間 5,000 × g で DNA サンプルを遠心します。TE バッファー (10 mM トリス、1 ミリメートルの EDTA、pH 8.0) DNA を溶解するための適切な量を追加します。</li>
	<li>260 マイクロ紫外分光計を使用して各 ss DNA の?...

<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>

小さな環状 dna の合成と DNA ナノ構造体のアセンブリにこの記事のフォーカス表示プロトコル。DNA デザインのランダム シーケンスのほとんどは、このプロトコルで使用できます。円形の Dna の純度は、DNA アセンブリの成功にとって重要です。環化反応の生産量は、5'-リン酸化線形 DNA の濃度を下げることによって向上させることがただし、円形の DNAs の同じ量を生産するワークロードが増加?...

DNA 分子は、十年にわたって多くの種類のナノ構造を構築する使用されています。典型的なモチーフは、DAE を含める (平行、ダブルのクロス オーバーも半分-ターン) と 1 つの DAO タイル1,2,3、星のタイル4,5,6、7、(ss) タイル8,9,10、および DNA 折り紙11,12,13を足止め。これらの DNA モチーフと格子は、線形 ss Dna からアセンブルされます。最近では、他の人と我々 は、モチーフと 1 D 2 D 格子14,15,16,17を構築する足場として円形 ss オリゴヌクレオチドの使用を報告しています。C64nt の中心にホリデー ジャンクション (HJ)18,19,20,21を挿入する、2 つの結合 DAO タイルのペアの形成された17できます。この新しい cDAO モチーフとその誘導体は、安定している、2 D を組み立てる十分な剛性 DNA 格子まで 3 × 5 μ m2。本稿で我々 は任期は 1 つの円形の足場や他の線形 ss オリゴヌクレオチドの構築安定した DNA 複合体分子として定義している「円形タイル」と「線形タイル」は、線形の完全なセットから構築の別の用語を使用してss オリゴヌクレオチド。
このプロトコルは、5 種類の足場として小さな環状 dna と DNA ナノ構造を構築する方法を示します: 1) 無限 1 次元 c64nt と c84nt ナノワイヤー、2) 無限の 2D cDAO-c64nt-O および cDAO c64nt E (-O 5 回転半と -E の数が奇数を表します4 回転半の偶数を表します) 格子、3) 無限 4 を cDAO-c84nt-O と cDAO c84nt E 格子を 2次元) 有限 2次元 5 × 6 cDAO-c64nt-O、5 × 6 84nt &o cDAO c74 四角、5) 無限 1 次元 acDAO-c64nt-E ナノリングと nanospirals (を参照してください図 3-5図と DNA ナノ構造体の上記 5 種類の画像)。1 D c64nt と c84nt ナノワイヤーは、それぞれ 2 つの線形のステープルに関連付けられている各 c64nt と c84nt の足場からアセンブルされます。CDAO c64nt、acDAO c64nt、cDAO-c74nt、または cDAO c84nt の各円形のタイルがそれぞれ c64nt、c74nt、または 4 つの線形ステープル c84nt の対応する足場からアニールされます。無限の 2次元格子は同じ種類の異なるシーケンスを持つ 2 つの円形タイルから組み立てられて。それぞれ、32 の円形部分のタイルの 2 つのセットから 2 つの有限の 2 D 矩形格子をまとめます。お金を節約するには、だけ 1 つシーケンス処理した c64nt、c74nt、および c84nt としてそれぞれの足場 32 cDAO c64nt、12 cDAO-c74nt、および最初のサブ タイル アニーリング ステップでそれぞれ 20 cDAO c84nt 円形サブ タイルをアニールし別のオーバー ハングが使用されて対応する 32 の円形のサブのタイルを一緒に混合し、それぞれ cDAO-c64nt-O の有限 5 × 6、5 × 6 84nt &o cDAO c74 格子をアセンブルする手順を焼鈍第 2 格子を適用します。間違いなく、しかしより多くのお金と労力がかかりますさまざまな有限サイズのナノ構造を組み立てるために円形の足場の異なるシーケンスが適用できます。無限 1 次元 acDAO-c64nt-E ナノリングと nanospirals は、4 回転半の偶数の線形結合の 1 つシーケンス処理した非対称 acDAO c64nt タイルからアニールされます。CDAO c64nt と cDAO-c84nt、それぞれの 4 と 5 回転半数が奇数偶数の intertile の距離によって区別される円形タイルから無限の 2次元格子をアセンブルする方法の 2 種類があります。同じように配置するすべてのタイルが要求されます。後者のヘリカル軸に沿って 2 つの隣接タイル面の交替が必要です。タイルである剛性と平面 cDAO c64nt など、両方のアプローチは平面のナノリボン; を生成します。タイルは cDAO-c84nt、4 の偶数の intertile 接続など、1 つの方向に向かって曲がるかどうかに対し、半分の回転はナノチューブを生成する 5 の数が奇数の intertile 接続半分の回転の除去による平面ナノリボンが生成されます湾曲したタイルの代替配置による曲率偏った成長。円形のタイルから 1 D および 2 D DNA ナノ構造体のアセンブリが成功したこの新たなアプローチのいくつかの利点を示す: 安定性と線形タイル上円形タイル、非対称ナノ構造のアセンブリのキラル タイルの剛性をよう強制ナノリングおよびナノリボン、 DNA の力学、分子構造などを理解することで新たなビジョン。

<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

本稿では小さな円形の DNA の分子の合成のための詳しいプロトコル円形の DNA モチーフと 1 D および 2 D の DNA ナノ構造の構築の熱処理します。わたり、DNA のナノテクノロジーの急速な発展はソース材料として線形 DNAs の使用に起因します。たとえば、DAO (クロス オーバー、平行、奇妙な回転半二重) タイルは 2次元 DNA 格子; の建設のためのビルディング ブロックとしてよく知られています。DAO のコア構造は、右手の縦結びを作る 2 つのロープのような 2 つの線形単一座礁させた (ss) オリゴヌクレオチドから作られます。ここ、cDAO (結合 DAO) と呼ばれる DNA タイルの新しい型は、c64nt または c84nt の小さな円形 ss DNA を使用して構築されます (円形 64 または 84 ヌクレオチド) 足場鎖および短鎖としていくつか線形 ss DNAs として。完璧な 1 D および 2 D ナノ構造は cDAO タイルから組み立てられて: 無限ナノワイヤー, nanospirals, カーボンナノ チューブ, ナノリボン;有限のナノ-四角形。詳細なプロトコル説明: 1) 準備 T4 リガーゼと小さな円形のオリゴヌクレオチドのページ (ポリアクリルアミドゲル電気泳動) の変化によって浄化、ネイティブ ページ分析、3) 組立が続く 2) 安定した円形タイルの焼鈍無限 1 次元ナノワイヤ、ナノリングの nanospirals、カーボンナノ チューブ ・ ナノリボン、有限 2次元ナノ-長方形の無限の 2次元格子は AFM (原子間力顕微鏡) 画像が続きます。メソッドは、シンプルで堅牢、かつほとんどのラボの手頃な価格です。

環状 DNA をゲル繊維23,24,25その前駆体の線形 DNA 環状 DNA 内細孔は浸透するのでページ (図 2) の変化と障害のより少し遅く移動します。オリゴ モノマー環化反応の正しいライゲーション反応効率は、基板のシーケンスと濃度、反応温度、時間などによって異なります。前...

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

本稿では T4 結紮およびアニール小さな環状 dna の変性のページ浄化のための詳しいプロトコルとゲルの円形タイル、組立およびアガロースと同様、1 D および 2 D の DNA ナノ構造の原子間力顕微鏡イメージングのネイティブのページの分析有限の DNA ナノ構造の電気泳動および遠心分離浄化。

ナノ構造構築小さな環状 DNA 分子から安定した DNA モチーフ、1 D および 2 D

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

この方法は、DNAナノテクノロジーをリニアオリゴヌクレオチドDASのソース材料からいくつかの円形DASに拡張します。これらの技術の主な利点は、ほとんどのラボでシンプルで堅牢で手頃な価格である点です。円形DNA精製のために、20マイクロリットルのホルムアミドを、新たに調製した、無傷の円形DNAの溶液に、混合して140マイクロリットルの最終体積に加える。円形DNA溶液を16~20マイクロリットルの円形DNA溶液を7~9個の変性ページゲルウェルそれぞれに積み込みます。2マイクロリットルの負荷染料と8マイクロリットルの対応する前駆体線形DNAを混合し、別の基準ウェルに注入します。次いで、ゲルを10ボルト/センチメートルで約2時間実行し、キシレンシアノールFFがゲルの約3分の2下に観察できるときに実行を停止する。ゴム手袋とゴーグルを着用し、蛍光薄層クロマトグラフィープレートにゲルを移し、カミソリの刃を使用して、UV照射によって影を落とすようにターゲットゲルバンドを切断します。ゲルバンドを乾燥用の2つのミリリットルマイクロ遠心分離チューブに入れ、乾燥したゲルをペースト状につぶし、ゲルの2倍の体積で脱イオン化水を加え、室温で一晩振ります。翌朝、混合物を2ミリリットルマイクロ遠心分離チューブにろ過し、残存DNAを回収するために少量の脱イオン水で最初のチューブの側面をすすいで、再び濾過して上華を組み合わせます。次にエタノール沈殿を介して円形DNAを精製し、マイナス20度で保存します。1つのポットアニーリングの場合、10倍のトリス酢酸EDTAマグネシウムバッファーの2マイクロリットル、10マイクロモルDNAストック溶液の1マイクロリットルを等しいモル比で、追加のTris EDTAバッファーを200マイクロリットルPCR試験管に混合し、最終体積20マイクロリットルにします。その後、48時間以上、95〜25°Cの熱ボトルでアセンブリ溶液をアニーリングします。無限格子の2段階アニーリングの場合、10倍のトリス酢酸EDTAマグネシウムバッファーの2マイクロリットル、10マイクロモルDNAストック溶液の1マイクロリットルを等モル比で、追加のTris EDTAバッファーを200マイクロリットルPCRチューブに混合し、最終体積20リットルにします。最初のサブタイルアニーリングステップでは、各前駆体サブタイル溶液をPCRサーモサイクラーでアニールし、95~25°Cの高速リニア冷却法を使用して、2時間半以上にわたって冷却します。組み立て溶液を調製するために、4つの無限格子のそれぞれについて、2つの対応するサブタイル溶液のそれぞれ10マイクロリットルを混合し、各ストランドに対して0.25マイクロモルの最終濃度にします。第2の格子アニール工程において、20マイクロリットルの混合物をPCRサーモサイクラーでアニールし、徐冷法を用いた。2つの有限長方形格子の2段階アニーリングの場合、10倍のトリス酢酸EDTAマグネシウムバッファーの1マイクロリットル、10マイクロモルDNAストック溶液の0.5マイクロリットルを等モル比で、追加のTris EDTAバッファーを200リットルPCR試験チューブに混合します。最初のアニーリングステップでは、PCRサーモサイクラーの各前駆体サブタイル溶液をアニールし、95〜25°Cの高速リニア冷却法を使用して、2時間半にわたって、アニールされた32個のサブタイル溶液を2マイクロリットルずつ混合し、それぞれ200マイクロリットルのPCR試験チューブで、64マイクロリットルの最終体積にします。次に、第2のアニーリング工程において、サーモサイクラー中の64マイクロリットルの混合物をアニールし、遅冷式法を用いて、実証したとおりである。有限格子の電気泳動精製のために、ネイティブの2%アガロースゲルを調製し、100〜3000塩基対DNAラダーの5マイクロリットルを別のウェルに添加して、各ウェルに有限格子溶液の20マイクロリットルをロードします。氷水浴で5ボルト/センチメートルで2時間ゲルを動かした後、示されているように、UV光の下で1000ベースペアマーカーの約レベルでターゲットゲルバンドを切断し、ゲルバンドを細かい部分にスライスします。破砕したゲルをフィルター列に入れ、カラムを遠心分離して格子を抽出します。次いで、原子間力顕微鏡イメージング用の溶液を収集する。ポリエタレングリコール(PEG)による有限格子精製のために、有限格子溶液の50マイクロリットルを等量の15%PEG 8000バッファーと混合し、溶液を遠心分離し、ペレットを100マイクロリットルのPEGバッファーに再懸濁させて、さらなる遠心分離を行う。第2遠心分離後、原子間力顕微鏡イメージング用にトリス酢酸EDTAマグネシウムバッファー内のペレットを再懸濁する。無限の2D格子原子間力顕微鏡イメージングのために、マイカの新鮮な層を切断し、きれいな表面にアニールサンプルの2マイクロリットルを堆積させます。DNA格子をマイカ表面に吸収させ、表面を2回洗浄する前に、洗浄ごとに100マイクロリットルの脱イオン水で、2回目の洗浄後に圧縮空気で表面を乾燥させる。空気中の無限DNA格子の原子間力顕微鏡画像を取得するには、画像ソフトウェアでタッピングモードを開き、スキャンサイズを0.5~5マイクロメートル、スキャン解像度を512行、スキャンレートを1~3.5ヘルツに設定します。次に、マイカ表面を三角原子間力顕微鏡プローブでスキャンします。有限DNA格子イメージングの場合、示されているように、マイカの新鮮な層を切断し、きれいなマイカ表面に1倍のトリス酢酸EDTAマグネシウムバッファーの80マイクロリットルを堆積させます。次に、有限サンプルを5マイクロリットルをバッファーに加え、DNA格子をマイカ表面に吸収させてから、さらに50マイクロリットルのTrisアセテートEDTAマグネシウムバッファーをプローブに追加します。次に、スキャンサイズを0.5~1マイクロメートル、スキャン解像度を256行に、スキャンレートを1.5ヘルツに設定してから、三角プローブで表面をスキャンします。円形DNAは、円形DNA内部の細孔がゲル繊維によって浸透して遅くなるため、変性ページの前駆体線形DNAよりもわずかに遅く移動します。円形64ヌクレオチド集合ファミリーは、各アセンブリに対して1つの透明でクリーンなバンドを有し、その単量体モチーフの安定性を確認する。しかし、タイルの円形84ヌクレオチドアセンブリファミリーは、主なバンドの周りにスミアを持ち、マイナーな副産物の存在を示しています。●誤った関連付けの製品によるマイナーに関わらず、高収率の優れた格子は対象モノマーモチーフから組み立てることができます。各アセンブリは、ナノワイヤー、ナノチューブ、ナノスパイラル、ナノリボン、ナノ長方形などのマイクロメートルスケールで独自の形態学的特徴を有する。この手順を試みる間、特にステップ中またはステップ外の破片汚染を避けることを忘れて重要です。開発後、この技術は、DNAナノテクノロジーの分野での研究が、より円形のDNAナノテクノロジーの新しい家族を探求する道を開きました。

Research

JoVE Journal

Chemistry

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