Name: gene-therapy inspired polycation coating for protection of dna origami nanostructures
Uploaded: 2019-01-19T14:30:00
Duration: 8 min 30 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures at JoVE.com

هذا المشروع قد تلقي تمويلاً من أفق 2020 برنامج الاتحاد الأوروبي في البحوث والابتكار تحت منحة الاتفاق رقم 686647. صور تيم سجلت في مورجاجني تعمل على 80 كيلو فولت في مرفق م GmbH المرافق الأساسية في بيوسينتير فيينا (فبكف). نود أن نشكر كيكيتش تاديجا للمساعدة في تصميم الرسوم البيانية واليسا دي ليانو لتصميم nanostructure السلكي.

<ol>
	<li>Jones, M. R., Seeman, N. C., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials.+Programmable+materials+and+the+nature+of+the+DNA+bond.">Nanomaterials. Programmable materials and the nature of the DNA bond.</a> Science. 347 (6224), 1260901 (2015).</li><li>Rothemund, P. W. <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>Takabayashi, S., Klein, W. P., Onodera, C., Rapp, B., Flores-Estrada, J., Lindau, E., Snowball, L., Sam, J. T., Padilla, J. E., Lee, J., Knowlton, W. B., Graugnard, E., Yurke, B., Kuang, W., Hughes, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+precision+and+high+yield+fabrication+of+dense+nanoparticle+arrays+onto+DNA+origami+at+statistically+independent+binding+sites.">High precision and high yield fabrication of dense nanoparticle arrays onto DNA origami at statistically independent binding sites.</a> Nanoscale. 6 (22), 13928-13938 (2014).</li><li>Kuzyk, A., Schreiber, R., Zhang, H., Govorov, A. O., Liedl, T., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconfigurable+3D+plasmonic+metamolecules.">Reconfigurable 3D plasmonic metamolecules.</a> Nature Material. 13 (9), 862-866 (2014).</li><li>Douglas, S. M., Bachelet, I., Church, G. 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+logic-gated+nanorobot+for+targeted+transport+of+molecular+payloads.">A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads.</a> Science. 335 (6070), 831-834 (2012).</li><li>Choi, Y., Choi, H., Lee, A. C., Lee, H., Kwon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Reconfigurable+DNA+Accordion+Rack.">A Reconfigurable DNA Accordion Rack.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (11), 2811-2815 (2018).</li><li>Kielar, C., Xin, Y., Shen, B., Kostiainen, M. A., Grundmeier, G., Linko, V., Keller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+stability+of+DNA+origami+nanostructures+in+low-magnesium+buffers.">On the stability of DNA origami nanostructures in low-magnesium buffers.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (30), 9470-9474 (2018).</li><li>Hahn, J., Wickham, S. F. J., Shih, W. M., Perrault, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Addressing+the+instability+of+DNA+nanostructures+in+tissue+culture.">Addressing the instability of DNA nanostructures in tissue culture.</a> ACS Nano. 8 (9), 8765-8775 (2014).</li><li>Al-Dosari, M. S., Gao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonviral+Gene+Delivery:+Principle,+limitations,+and+recent+progress.">Nonviral Gene Delivery: Principle, limitations, and recent progress.</a> The AAPS Journal. 11 (4), 671 (2009).</li><li>Ibraheem, D., Elaissari, A., Fessi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+therapy+and+DNA+delivery+systems.">Gene therapy and DNA delivery systems.</a> International Journal of Pharmaceutics. 459 (1-2), 70-83 (2014).</li><li>Pack, D. W., Hoffman, A. S., Pun, S., Stayton, 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=Design+and+development+of+polymers+for+gene+delivery.">Design and development of polymers for gene delivery.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 4 (7), 581-593 (2005).</li><li>Ponnuswamy, N., Bastings, M. M. C., Nathwani, B., Ryu, J. H., 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=Oligolysine-based+coating+protects+DNA+nanostructures+from+low-salt+denaturation+and+nuclease+degradation.">Oligolysine-based coating protects DNA nanostructures from low-salt denaturation and nuclease degradation.</a> Nature Communication. 8, 15654 (2017).</li><li>Agarwal, N. P., Matthies, M., G&#252;r, F. N., Osada, K., Schmidt, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Block+copolymer+micellization+as+a+protection+strategy+for+DNA+origami.">Block copolymer micellization as a protection strategy for DNA origami.</a> Angewandte Chemie International Edition. 56 (20), 5460-5464 (2017).</li><li>Kiviaho, J. K., Linko, V., Ora, A., Tiainen, T., J&#228;rvihaavisto, E., Mikkil&#228;, J., Tenhu, H., Nonappac, M. A., Kostiainen, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+polymers+for+DNA+origami+coating+-+examining+their+binding+efficiency+and+tuning+the+enzymatic+reaction+rates.">Cationic polymers for DNA origami coating - examining their binding efficiency and tuning the enzymatic reaction rates.</a> Nanoscale. 8 (22), 11674-11680 (2016).</li><li>Perrault, S. D., 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=Virus-inspired+membrane+encapsulation+of+DNA+nanostructures+to+achieve+in+vivo+stability.">Virus-inspired membrane encapsulation of DNA nanostructures to achieve in vivo stability.</a> ACS Nano. 8 (5), 5132-5140 (2014).</li><li>Ahmadi, Y., De Llano, E., Bari&#353;i&#263;, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(Poly)cation-induced+protection+of+conventional+and+wireframe+DNA+origami+nanostructures.">(Poly)cation-induced protection of conventional and wireframe DNA origami nanostructures.</a> Nanoscale. 10 (16), 7494-7504 (2018).</li><li>Douglas, S. M., Marblestone, A. H., Teerapittayanon, S., Vazquez, A., Church, G. 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=Rapid+prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno.">Rapid prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Research. 37 (15), 5001-5006 (2009).</li><li>Veneziano, R., Ratanalert, S., Zhang, K., Zhang, F., Yan, H., Chiu, W., Bathe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designer+nanoscale+DNA+assemblies+programmed+from+the+top+down.">Designer nanoscale DNA assemblies programmed from the top down.</a> Science. 352 (6293), 1534 (2016).</li><li>Castro, C. E., Kilchherr, F., Kim, D. N., Shiao, E. L., Wauer, T., Wortmann, P., Bathe, M., 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=A+primer+to+scaffolded+DNA+origami.">A primer to scaffolded DNA origami.</a> Nature Methods. 8 (3), 221-229 (2011).</li><li>Amir, Y., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+and+Characterization+of+a+Bio-responsive+Robot+from+DNA+Origami.">Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami.</a> Journal of Visualized Experiment. (106), 51272 (2015).</li><li>Ben-Ishay, E., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+a+bio-responsive+robot+from+DNA+origami.">Designing a bio-responsive robot from DNA origami.</a> Journal of Visualized Experiment. (77), 50268 (2013).</li><li>Wei, B., Vhudzijena, M. K., Robaszewski, J., 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=Self-assembly+of+complex+two-dimensional+shapes+from+single-stranded+DNA+tiles.">Self-assembly of complex two-dimensional shapes from single-stranded DNA tiles.</a> Journal of Visualized Experiment. (99), 52486 (2015).</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>Grigsby, C. L., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balancing+protection+and+release+of+DNA:+tools+to+address+a+bottleneck+of+non-viral+gene+delivery.">Balancing protection and release of DNA: tools to address a bottleneck of non-viral gene delivery.</a> Journal of the Royal Society Interface. 7 (1), 67-82 (2010).</li><li>Li, T., Dong, S., Wang, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=G-quadruplex+aptamers+with+peroxidase-like+DNAzyme+functions:+which+is+the+best+and+how+does+it+work.">G-quadruplex aptamers with peroxidase-like DNAzyme functions: which is the best and how does it work.</a> Chemistry - An Asian Journal. 4 (6), 918-922 (2009).</li><li>Cassinelli, V. 1., Oberleitner, B., Sobotta, J., Nickels, P., Grossi, G., Kempter, S., Frischmuth, T., Liedl, T., Manetto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-Step+Formation+of+"Chain-Armor"-Stabilized+DNA+Nanostructures.">One-Step Formation of "Chain-Armor"-Stabilized DNA Nanostructures.</a> Angewandte Chemie International Edition. 54 (27), 7795-7798 (2015).</li><li>Gerling, T., Kube, M., Kick, B., 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=Sequence-programmable+covalent+bonding+of+designed+DNA+assemblies.">Sequence-programmable covalent bonding of designed DNA assemblies.</a> Science Advances. , 1157 (2018).</li><li>Xia, T., Kovochich, M., Liong, M., Meng, H., Kabehie, S., George, S., Zink, J. I., Nel, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethyleneimine+Coating+Enhances+the+Cellular+Uptake+of+Mesoporous+Silica+Nanoparticles+and+Allows+Safe+Delivery+of+siRNA+and+DNA+Constructs.">Polyethyleneimine Coating Enhances the Cellular Uptake of Mesoporous Silica Nanoparticles and Allows Safe Delivery of siRNA and DNA Constructs.</a> ACS Nano. 3 (10), 3273-3286 (2009).</li></ol>

الكتاب يعلن لا تضارب في المصالح المتصلة بهذا التقرير.

في التجميع الذاتي أوريغامي الحمض النووي، خيوط التيلة عادة تضاف نسبة 5-10 الزائدة إلى السقالة. كما ربط خيوط التيلة الزائدة هذه بوليبليكسيس بوليكاتيون والنموذج في مجموعة مونوميتير التي يصعب كذلك يمكن فصله عن بوليبليكسيس أوريغامي الحمض النووي. ومن ثم فهو خطوة حاسمة في تشكيل بوليبليكس إزالة خيوط التيلة الزائدة واستخدام النانو أوريغامي الحمض النووي المنقي جيدا.
وقد وضعت أساليب أخرى لتحقيق استقرار النانو الحمض النووي مثل سيكليزيشن خيوط الحمض النووي عن طريق رد فعل فوق26. كما ألكاين وأزيد تعديل خيوط التيلة مطلوبة من أجل تشكيل متداخلة واحدة-الذين تقطعت بهم السبل خواتم، يقتصر هذا الأسلوب لتحقيق الاستقرار في النانو الصغيرة مثل كاتيناني الحمض النووي، وأنها ليست قابلة لسهولة لأكبر أوريغامي الحمض النووي هيكل مثل تلك المستخدمة في هذا البروتوكول. في الآونة الأخيرة، Gerling etل27 ذكرت طريقة لإنشاء سندات ديمر (وثيقة البرنامج القطري) بيريميدين سيكلوبوتيني التساهمية بين ثيميدينيس المجاورة داخل النانو الحمض النووي باستخدام الإشعاع فوق البنفسجي. على الرغم من أن هذا الأسلوب موقع انتقائية وقابلة للتطوير، فعاليتها في حماية أوريغامي الحمض النووي أقل بكثير من طلاء بوليكيشن. على سبيل المثال، تحمل كائنات أوريغامي الحمض النووي استقرت وثيقة البرنامج القطري فقط 0.4 يو/مليلتر الدناز أنا ح 1، بينما كانت بوليبليكسيس مستقرة حضور 10 يو/مليلتر الدناز أنا ليوم واحد على الأقل.
وباختصار، العلاج الجيني وحي الشيتوزان وطلاء لبيي بتكلفة منخفضة، في خطوة واحدة، وطريقة فعالة للتصدي للاستقرار طويل الأجل للنانو أوريغامي الحمض النووي في وسائل الإعلام الغنية نوكلاس والمستنفد مغ. إمكانية الرجوع لتشكيل بوليبليكس يسهل تطبيقه في اختبارات التشخيص متعدد خطوة فيها حماية أوريغامي الحمض النووي ضد نوكليوليتيك تدهور أو نضوب الملح حاسمة في خطوة واحدة ولكن قد يسبب مشاكل في الخطوات الأخرى مثل الحمض النووي التضخيم. بالإضافة إلى ذلك، يتم طلاء بوليكيشن نهج محتملة لتعزيز استيعاب الخلوية للنانو أوريغامي الحمض النووي لإيصال الأدوية التطبيقات28.

الحمض النووي لبنة تنوعاً لبرمجة التجميع الذاتي ل هياكل النانو1. أن الأسلوب الأكثر شعبية لإنشاء النانو الحمض النووي هو تقنية أوريغامي الحمض النووي، الذي يستند التجميع الذاتي الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل دائرية طويلة، واحد فروع سقالة بمساعدة مئات من أقصر تدبيس الاصطناعية تحديد الشكل2. اليوم، إنشاء النانو الحمض النووي في تقريبا أي الهندسة ومورفولوجيا سهولة ممكنة. يمكن أن يكون فونكتيوناليزيد سيتيسبيسيفيكالي مع عالية الدقة3،4 النانو الحمض النووي ويمكن برمجتها للخضوع للتغييرات كونفورماشونال اللوستيريك5،6. ومن ثم، باستخدام الحمض النووي كمادة بناء يوفر فرصة فريدة لخلق النانو للبرمجة واستجابة مصممة خصيصا للتطبيقات في بيوسينسينج والتشخيص وإيصال الأدوية. النانو الحمض النووي غير عرضه الهضم أكسو-و إندو-نوكليسيس، وعلى أساس شعرية 3D أوريغامي الحمض النووي النانو عموما تتطلب المخازن المؤقتة للملوحة العالية (مثلاً.، 5-20 مم Mg+ 2) للحفاظ على ما سلامة7،8.
التدهور السريع للحمض النووي من نوكليسيس الموجودة في الدم والمصفوفة خارج الخلية عقبة رئيسية أمام كفاءة في فيفو إيصال المنتجات الوراثية في خلايا9. للتغلب على هذا القيد، في إيصال الجينات غير الفيروسية، يختلط الحمض بوليمر الأيوني في نسبة (نسبة الأمينات في بوليكاتيون للفوسفات في الحمض النووي) مقابل10N/P محددة. يحمي الحمض النووي من تدهور نوكلاس بوساطة المعقدة من الحمض النووي مع بوليمر الموجبة، المعروفة باسم بوليبليكس، ويعزز الإقبال على الهاتف الخلوي11. مستوحاة من التقدم إيصال الجينات، أوليجوليسيني12، أوليجوليسيني--البولي إثيلين غليكول (شماعة) البوليمرات الإسهامية13، بولي (2-ديميثيلامينو-اثيلميثاكريلاتي) (بدمايما)-على أساس البوليمرات14و بروتينات قفيصه الفيروس15 وقد استخدمت لتحقيق استقرار النانو أوريغامي الحمض النووي.
في الآونة الأخيرة، أبلغنا بطريقة لحماية النانو أوريغامي الحمض النووي في النضوب ملغ والوسائط الغنية نوكلياسي باستخدام الشيتوزان السكاريد الموجبة الطبيعية وبولييثيلينيميني الخطي الاصطناعية (لبيي) تم الإبلاغ عن16. هذه المقالة هو تكييف أعمالنا السابقة ويصف البروتوكول مفصلاً لإعداد بوليبليكسيس، تكييفها، اختبار استقرار النانو عارية والمحمية في وسائط الإعلام الملح المنخفضة والغنية نوكلاس وبحث addressability للانزيم وابتمر فونكتيوناليزيد النانو أوريغامي الحمض النووي عند طلاء بوليكاتيون.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1135px;" width="1136">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">10&#215; DNase I reaction buffer</td>
			<td style="width:239px;">New England Biolab (NEB)</td>
			<td style="width:183px;">B0303</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">ABTS (2&#8242;-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt)</td>
			<td style="width:239px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:183px;">J65535</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Amicon ultracentrifugation columns</td>
			<td style="width:239px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:183px;">UCF500308, UCF510024</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:547px;">Chitosan oligosaccharide lactate (Mn ~ 4000-6000, &#62; 90% deacetylated, 60%. composition oligosaccharide</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">523682</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Design-specific staple strands</td>
			<td style="width:239px;">Integrate DNA Technologies (IDT)</td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Dextran sulfate sodium salt (Mr ~ 4 kDa)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">75027</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Dextran sulfate sodium salt (Mr ~ 40 kDa)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">42867</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">DNA gel loading dye (6&#215;)</td>
			<td style="width:239px;">ThermoFischer sceintific</td>
			<td style="width:183px;">R0611</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">DNase I (RNase free)</td>
			<td style="width:239px;">New England Biolab (NEB)</td>
			<td style="width:183px;">M0303</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N&#8242;,N&#8242;-tetraacetic acid (EGTA)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">E3889</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) BioUltra, anhydrous, &#8805;99% (titration)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">EDS</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Freeze&#39;N Squeeze DNA Gel Extraction Spin Columns</td>
			<td style="width:239px;">Biorad</td>
			<td style="width:183px;">7326165</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Hemin</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">H9039</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">HEPES</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">H3375</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Hydrogen peroixde slution (32 wt%)</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">216763</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">LPEI-25 kDa</td>
			<td style="width:239px;">Polysciences, Inc</td>
			<td style="width:183px;">23966-1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">NuPAGE Sample Reducing Agent (500 mM dithiothreitol (DTT))</td>
			<td style="width:239px;">ThermoFischer sceintific</td>
			<td style="width:183px;">NP0004</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:547px;">Polyethylene glycol (PEG, MW ~ 8000 Da)</td>
			<td style="width:239px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:183px;">O263.1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Polyethylenimine, linear, average Mn 10,000, PDI &#8804;1.2</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">765090</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Polyethylenimine, linear, average Mn 5,000, PDI &#8804;1.3</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">764582</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Proteinase K solution (20 mg/ml)</td>
			<td style="width:239px;">ThermoFischer sceintific</td>
			<td style="width:183px;">AM2548</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">Streptavidin-conjugated HRP</td>
			<td style="width:239px;">ThermoFischer sceintific</td>
			<td style="width:183px;">N100</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:547px;">SYBER safe DNA gel stain</td>
			<td style="width:239px;">ThermoFischer sceintific</td>
			<td style="width:183px;">S33102</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

gene-therapy inspired polycation coating for protection of dna origami nanostructures

عقد النانو أوريغامي الحمض النووي بإمكانيات هائلة لاستخدامها للتطبيقات الطبية والبيولوجية. ومع ذلك، الظروف منخفضة الملح ونوكلياسيس في السوائل الفيزيولوجية حمل تمسخ وتدهور الذاتي تجميعها النانو الحمض النووي. في إيصال الجينات غير الفيروسية، هو التغلب على تدهور الانزيمية للحمض النووي بالتغليف من الحمض النووي مشحونة سلبا في قذيفة الموجبة. هذه الوثيقة، مستوحاة من الجينات إنجاز التقدم، بسيطة، خطوة واحدة ومنهجية قوية هو تعرض لاستقرار النانو أوريغامي الحمض النووي طلاء لهم مع الشيتوزان والخطي بولييثيلينيميني. ويحمي الطلاء بوليكيشن كفاءة النانو أوريغامي الحمض النووي في وسائل الإعلام الغنية نوكلاس والمستنفد مغ. كما يحافظ هذا الأسلوب addressability كامل من الروغان المستندة إلى إنزيم وابتمر من النانو الحمض النووي.

وصممت النانو أوريغامي الحمض النووي ثلاثة تكوينات مختلفة، بما في ذلك نانورود (NR)، نانوبوتلي (ملحوظة) وأسلاك محيطة nanostructure (WN) (نماذج ثلاثية الأبعاد للنانو موضحة في الشكل 2). NR وفي ملحوظة تم تصميمه استناداً إلى شعرية ساحة والعسل، على التوالي، واستخدام كادنانو17 و WN تم إنشاؤه باستخدام برنامج ديدالوس18. بروتوكول شامل للتصميم والتجميع الذاتي للنانو الحمض النووي قد نشرت فعلا19،20،،من2122. الأساسية الخاصة بشكل خيوط كانت أمرت وتجميعها ذاتيا وكذلك تنقية استناداً إلى بروتوكول وصف ستال وآخرون. 23 (الخطوة 2).
تميزت بوليبليكسيس هلام التخلف العقلي المقايسة وتصوير نستيم. عند خلط أوريغامي الحمض النووي مع بوليكيشنز، لوحظ تحول في الفرقة نانوستروكتوري عارية نحو الكاثود (الشكل 1أ). ويمكن أن يعزى هذا إلى موازنة شحنة سالبة للفوسفات زيادة المجموعات عند الربط إلى بوليكيشنز والحجم الكلي للمجمع. إضافة مبلغ إضافي قدرة بوليانيونس مثل كبريتات ديكستران عكس تشكيل بوليبليكس. في هذا الصدد، سلفات ديكستران الوزن الجزيئي أعلى (مث ~ كاتشين 40) أظهرت أن تكون أكثر كفاءة في ديكومبليكساتيون مقارنة بانخفاض الوزن الجزيئي ديكستران سلفات (مث ~ كاتشين 4) (الشكل 1ب).
أثناء التصوير بوليبليكسيس لبيي من خلات اليورانيل السلبية وصمة عار TEM، كان من الصعب صورة أي جزيئات. وكان الافتراض بأنها قد تعرقل ذلك لبيي خلات اليورانيل من الربط للعمود الفقري الفوسفات بسبب ضيق التدريع أوريغامي الحمض النووي. ولذلك، قبل التصوير نستيم، تمت إضافة مبلغ فائض من كبريتات ديكستران إلى بوليبليكسيس ليبي. وأظهرت النانو أوريغامي الحمض النووي كشف أي علامة على عيب أو التحلل. بالعكس، تم تصويرها بوليبليكسيس الشيتوزان بنجاح مع عدم الحاجة إلى العلاج بوليانيون (الشكل 2).
وكانت جميع النانو الحمض النووي عارية (بغض النظر عن تكوينات مختلفة) التشويه والتحريف تماما بعد يوم واحد من الحضانة عند 37 درجة مئوية في المخزن المؤقت مغ من الصفر، كما أكد تصوير نستيم. وفي المقابل، النانو المغلفة مع لبيي أو الشيتوزان في N/P≥1 لا تزال سليمة. وبالمثل، الدناز أنا معايرة فحوصات أظهرت قابلية النانو غير المحمية نحو الهضم الأنزيمي. بينما كانت يهضم النانو عارية تماما حضور 1 الدناز يو/مليلتر بعد ح 2، ليبي أو الشيتوزان مغلفة أوريغامي الحمض النووي وبقيت سليمة في المخزن المؤقت مغ من الصفر تستكمل مع 10 يو/مليلتر الدناز أنا على الأقل ليوم واحد (الشكل 2). وكان تحقيق الاستقرار أعلى نحو الهضم نوكليوليتيك بزيادة نسبة N/P بوليبليكسيس. بالإضافة إلى ذلك، يحمي لبيي النانو الحمض النووي أكثر كفاءة بالمقارنة مع الشيتوزان (الشكل 3ألف، الرقم 3ج)، ربما بسبب كثافة أعلى رسوم ليبي، وبالتالي، أعلى النسب ملزمة تجاه الحمض النووي24 . لا يوجد فرق لوحظ أثناء استخدام لبيي الوزن الجزيئي مختلفة (الشكل3B).
Addressability المجموعات الوظيفية في النانو الحمض النووي بعد التغليف في قذيفة بوليمر سمة هامة. وعلاوة على ذلك، تم فحص توافق طلاء بوليكيشن مع الفجل البيروكسيديز إنزيم (HRP) وهيمن ملزمة الابتامرات (HBA) فونكتيوناليزيد أوريغامي الحمض النووي. بروز من سطح NR ثلاثة خيوط التيلة بيوتينيلاتيد وفونكتيوناليزيد ثم مع برنامج الصحة الإنجابية مترافق ستريبتافيدين (الإنزيمات الثلاثة الواحدة أوريغامي الحمض النووي). نشاط حفازة عالية (كد: 439 nM) ابتمر HBA PS2. M (5 '-جتججتاججكججتج-3') وقد اختيرت لهذه التجارب25. ما يصل إلى 24 خيوط التيلة بروز من السطح NR مع رابط طول 5-شمال البحر الأبيض المتوسط (5 '-آآآجاااجاااا-3') تليها PS2. التسلسل M (24 الابتامرات الواحدة أوريغامي الحمض النووي). لا عائقا ملحوظا من الانزيمية أو لوحظ نشاط ابتمر عند طلاء أوريغامي الحمض النووي برنامج الصحة الإنجابية أو HBA فونكتيوناليزيد لبيي والشيتوزان في المتغير N/P النسب (الشكل 4أ-ب)16. ومع ذلك، حركية إنزيم HRP هائلة تغيرت بعد الربط إلى أوريغامي الحمض النووي (الشكل 4ج).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58771/58771fig1.jpg"> الشكل 1 : صور العمر الممثل لتكوين بوليبليكس وإلغاء التغليف. (أ) المقايسة تحول التنقل الغرواني الكهربي لملاحظة مختلطة مع الشيتوزان في نسب N/P من 0.01-8. ويتضمن كل حارة نمول 1 NB. لين أول هو مرجع NB. (ب) إلغاء التغليف بوليبليكسيس بسلفات ديكستران بوليانيونيك (DS). لقد تم تعديل هذا الرقم من رقم منشورة سابقا16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58771/58771fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58771/58771fig2.jpg"> الشكل 2 : ميكروجرافس تيم وصمة سلبية أوريغامي الحمض النووي وبوليبليكسيس- 3D ميكروجرافس النموذجي ونستيم من عارية النانو أوريغامي الحمض النووي (العمودين 1 و 2). ميكروجرافس نستيم بوليبليكسيس لبيي (بعد إلغاء التغليف) وبوليبليكسيس الشيتوزان (العمودان 3 و 4). نستيم صور عارية والمحمية أوريغامي الحمض النووي (بوليبليكس) تتعرض لنضوب ملغ (أعمدة 5 و 6 و 7)، تدهور الانزيمية (الأعمدة 8 و 9)، الهضم المصل (أعمدة 10 و 11) لمدة يوم واحد في 37 درجة مئوية. واستخدمت في هذا التحليل كاتشين لبيي-5. عارية الحمض النووي النانو كانت تدهورت بعد الكشف في عصر حضور 1 يو/مليلتر الدناز أنا أو في السل + 10% FBS بعد ح 2 من الحضانة عند 37 درجة مئوية. تغيير حجم أشرطة: 100 نانومتر. لقد تم تعديل هذا الرقم من رقم منشورة سابقا16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58771/58771fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58771/58771fig3.jpg"> الشكل 3 : الممثل نتائج الدناز أنا فحوصات الحماية. (A) الدناز أنا المقايسة حماية بوليبليكسيس WN مع كاتشين لبيي-5، لبيي-10 كاتشين وكاتشين لبيي-25 أعدت في نسبة N/P 2، 4، 8 و 10. تعرض العينات ل 10 يو/مليلتر الدناز أنا 24 ساعة عند 37 درجة مئوية. لين الأخير هو عنصر التحكم WN. بوليبليكسيس كانت ديكابسولاتيد قبل التحميل إلى الهلام. (ب) كثافة الفرقة يعني تطبيع بوليبليكسيس أوريجاميس الحمض النووي مع مختلف لبيي المستخرجة من العمر صورة-ألف. ويمثل المحور Y كثافة طبيعية يعني الفرقة. (ج) "الدناز" أنا أعدت الفحص الحماية من بوليبليكسيس WN الشيتوزان في N/P نسب من 1، 2، 4، 10 و 20. تعرض العينات ل 10 يو/مليلتر الدناز أنا 24 ساعة عند 37 درجة مئوية. 6 لين هو بوليبليكس عنصر التحكم (20 N/P). لين الأخير هو عنصر التحكم WN. وكانت جميع الشيتوزان بوليبليكسيس ديكابسولاتيد التحميل المسبق إلى الهلام. لقد تم تعديل هذا الرقم من رقم منشورة سابقا16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58771/58771fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58771/58771fig4.jpg"> الشكل 4: نتائج الممثل لقياس الألوان فونكتيوناليزيد الإنزيم وابتمر فحوصات أوريغامي الحمض النووي. (أ) مقايسة اللونية لأنزيم فونكتيوناليزيد النانو (HRP-NR) المغلفة مع الشيتوزان ح 3.7 بعد بدء رد الفعل. (ب) مقايسة اللونية من النانو فونكتيوناليزيد ابتمر (HBA-NR) مغطاة بطبقة الشيتوزان، 6 دقيقة بعد الشروع في رد الفعل. ويمثل المحور Y امتصاص تم تسويتها. (ج) رصد مقايسة اللونية لبرنامج الصحة الإنجابية، وبرنامج الصحة الإنجابية-NR على مر الزمن. لقد تم تعديل هذا الرقم من رقم منشورة سابقا16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58771/58771fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>البوليمرات الموجبة</td>
			<td>الشيتوزان</td>
			<td>كاتشين لبيي-5</td>
			<td>كاتشين لبيي-10</td>
			<td>كاتشين لبيي-25</td>
		</tr>
<tr>
<td>الوزن الجزيئي للبوليمر (كاتشين)</td>
			<td>5</td>
			<td>5</td>
			<td>10</td>
			<td>25</td>
		</tr>
<tr>
<td>الوزن موليكوالر من مونومر (g/mol)</td>
			<td>161</td>
			<td>43</td>
			<td>43</td>
			<td>43</td>
		</tr>
<tr>
<td>عدد أمين كل مونومر</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>عدد أمين الواحد البوليمر</td>
			<td>28</td>
			<td>116</td>
			<td>232</td>
			<td>581</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1. حساب عدد المجموعات أمين كل بوليكيشن.
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>الوزن الجزيئي لسلفات ديكستران (كاتشين)</td>
			<td>4</td>
			<td>40</td>
		</tr>
<tr>
<td>الوزن الجزيئي لمركب (g/mol)</td>
			<td>366</td>
			<td>366</td>
		</tr>
<tr>
<td>عدد من كبريتات كل مونومر</td>
			<td>2</td>
			<td>2</td>
		</tr>
<tr>
<td>عدد سلفات الواحد البوليمر</td>
			<td>22</td>
			<td>220</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 2. حساب عدد المجموعات سلفات كل بوليانيون.

Watch this Scientific Journal Video about Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures at JoVE.com

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

العلاج الجيني وحي بوليكيشن طلاء لحماية النانو أوريغامي الحمض النووي

ويرد هنا، على بروتوكول لحماية النانو أوريغامي الحمض النووي في وسائط الإعلام المنضب ملغ والغنية نوكلاس استخدام الشيتوزان السكاريد الموجبة الطبيعية والاصطناعية بولييثيلينيميني الخطي (لبيي) الطلاء.

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

إن التثبيت البيولوجي للهياكل النانوية للحمض النووي ضروري للتطبيقات المستقبلية في الجسم الحي، مثل تسليم الأدوية المستهدفة. ومع ذلك، يحصل على تحلل الحمض النووي في الجسم من قبل مختلف الإنزيمات. هنا نقدم تقنية طلاء تحمي الهياكل النانوية للحمض النووي من التدهور الأنزيمي.المزايا الرئيسية هي أن لدينا طلاء تضم المركبات غير السامة التي تستخدم بالفعل في الكائنات الحية، وأن وظيفية السطح لا يزال ممكنا. وهذا الوظيفي مهم في إدراج أجهزة الاستشعار الجزيئية من أجل التعرف على الأهداف ومفاتيح إطلاق شحنات المخدرات. الطلاء البوليبات يزيد بشكل كبير من امتصاص الخلوية من الهياكل اوريغامي الحمض النووي مغلفة، لذلك هذه الطريقة يمكن أن تفتح الباب لتطبيقات اوريغامي الحمض النووي في التشخيص والعلاجات.ويتطلب الامتصاص الخلوي أيضاً تطبيقات تسليم الجينات المحتملة لتقنية النانو للحمض النووي. أنا أعتبر أن الأسلوب هو واضح جدا ويمكن أن يتقن بسهولة. للبدء، وقياس تركيز اوريغامي الحمض النووي النقي.استخدام اثنين microliters من السل العازلة كما فارغة لمعايرة مطياف الأشعة فوق البنفسجية. ثم قياس تركيز اوريغامي الحمض النووي في 260 نانومتر. ثم حساب كميات الفوسفات في محلول اوريغامي الحمض النووي المنقى، وذلك باستخدام الصيغة الثانية، كما هو موضح في المخطوطة.إعداد 15 ميكرولترات من هيكل اوريغامي الحمض النووي عن طريق تضمين نانومول واحد من الفوسفات، وذلك باستخدام السل العازلة لتخفيف. إضافة 13.2 ميكرولترات إلى السل إلى 1.8 ميكرولترات من الشيتوزان. وإضافة 15 ميكرولترات من حل الشيتوزان إلى 15 ميكرولترات من اوريغامي الحمض النووي لتطوير الحمض النووي اوريغامي ميزبليكس مع نسبة N / P من ثمانية.استمر في تحضير البلييكس المختلفة بنسب N/P، باستخدام الحسابات كما هو موضح في المخطوطة. إعداد 80 ملليمترا من أنبوب ل2٪ agarose هلام. إضافة 352 ميكرولترات من 2.5 كلوريد المغنيسيوم المولر ومن ثم قبل وصمة عار مع 10 ميكرولترات من وصمة عار هلام الحمض النووي.صب حل هلام في مربع هلام الجافة. أدخل مشط جل كهربائي واتّخذه في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 إلى 30 دقيقة. وفي الوقت نفسه تكملة المخزن المؤقت تشغيل مع كلوريد المغنيسيوم 11 ميليمولار.مزيج 10 إلى 20 ميكرولترات من كل عينة مع 20٪ من 6X تحميل العازلة. تحميل العينات في آبار هلام agarose، بما في ذلك اوريغامي الحمض النووي عارية كتحكم. تشغيل الجل في 70 فولت في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعتين ونصف إلى ثلاث ساعات.ثم استخدام ماسح الأشعة فوق البنفسجية لتصور هلام. لأداء فحص حماية DNase I ، أضف أربعة ميكرولترات من كل بوليبليكس مقارنة بنسب N /P مختلفة ، 1.5 ميكرولترات من 10X DNase I العازلة ، 8 ميكرولترات من السل ، و 1.5 ميكرولترات من DNase I إلى أنبوب PCR 2 ملليلتر منفصل. ثم احتضان نفسه في 37 درجة مئوية في ثيرموساير لمدة 24 ساعة.هضم DNase I، إضافة اثنين من microliters من 20 ملليغرام لكل ملليلتر البروتينات K واحتضان لمدة 30 دقيقة في 37 درجة مئوية في ثيرموساير. ثم، لكشف الهياكل النانوية الحمض النووي الأساسية إضافة 3.6 ميكرولترات من 50 ملليغرام لكل ملليلتر 40 كيلودالتون dextran كبريتات. ثم استخدام هذه العينات و اوريغامي الحمض النووي الطازجة كتحكم في تنفيذ agarose هلام الكهرباء كما هو موضح سابقا.اُخراج النطاق المقابل لعينات محمّلة من الجل. لاستخراج اوريغامي الحمض النووي، استخدم عمود استخراج تجميد الضغط واتبع تعليمات الشركة المصنعة والاستمرار في التصوير المجهري للمجهر الإلكتروني انتقال البقعة السالبة كما هو موضح في المخطوطة. مزيج 6.5 ميكرولترات من تنقية 36 نانومولار HRP-NR مع 6.5 ميكرولترات من البوليات من تركيزات مختلفة.لإعداد بوليبليكس عند نسب N/P من واحد، اثنين، أربعة، 10، و 20، إعداد مجموعة فارغة عن طريق خلط 6.5 ميكرولترات من الماء المقطر مع 6.5 ميكرولترات من تركيزات مختلفة من مختلف المقابلة لنسب N/P من واحد، اثنين، أربعة، 10، و 20. ثم إضافة 12.5 ميكرولترات من كل من هذه الحلول المعدة إلى بئر منفصلة من 96 بئر لوحة. ثم إضافة 72.5 microliters من العازلة HEPES إلى كل بئر ومزيج.إضافة 10 ميكرولترات من 15 ملليمتر ABTS ثم 5 ميكرولترات من بيروكسيد الهيدروجين 12 ملليمولار إلى كل بئر ومزيج عن طريق الأنابيب صعودا وهبوطا. وأخيراً، استخدم قارئ لوحة متعددة المستويات لقياس الامتصاص عند 421 نانومتر على مدار أربع ساعات. بعد تحليل polyplexes باستخدام تحليل الهلام، كان هناك تحول في البنية النانوية العارية نحو الكاثود، وربما يرجع ذلك إلى موازنة الشحنة السلبية لمجموعات الفوسفات عند الربط إلى تعدد، وزيادة حجم المجمع.عندما تم إضافة كمية إضافية من البوليانيونس، مثل كبريتات ديكستران، تم عكس تشكيل البوليبليكس. أظهرت كبريتات ديكستران من الوزن الجزيئي العالي أن تكون أكثر كفاءة مقارنة مع انخفاض الوزن الجزيئي. بعد تحليل polyplexes باستخدام المجهر الإلكترون انتقال البقع السلبية، وأظهرت micrographs عارية الحمض النووي اوريغامي النانوية، polyplexes البولي ثلاثية خطية بعد قطع، polyplexes الشيتوسان، صور اوريغامي الحمض النووي عارية ومحمية تتعرض لنضوب المغنيسيوم، وتدهور enzymatic، وهضم المصل.في وجود DNase الأول، بعد ساعتين، تم هضمها تماما النانوية عارية، في حين أن polyplexes البوليثيلينمين الخطي من الشيتوان المغلفة اوريغامي الحمض النووي بقيت سليمة في وجود 10 وحدات لكل ملليلتر DNase I.Linear polyplexes حماية ال DNA nanostructures أكثر كفاءة مقارنة مع الشيتوسان. عندما يتم زيادة نسبة N / ف من بوليبليكس، كان هضم الحمض النووي أقل. بعد طلاء الانزيم، أو بعد اوريغامي الحمض النووي أكثر وظيفية، مع بوليبلييكس ثلاثية خطية والشيتوسان في نسب N/P البديلة، لوحظ أي تدخل ملحوظ مع النشاط الأنزيمي.من ناحية أخرى, تغيرت الحركية من إنزيم HRP بشكل كبير بعد ربط للوريغامي DNA. من المهم أن تبدأ مع تنقية جيدا، DNA اوريغامي الهياكل. هناك وجود حبلا إسطبل التي يمكن أن تربط أيضا إلى تعدد.من الصعب فصلها عن بوليبليكس الحمض النووي اوريغامي. كما تستخدم جزيئات الطلاء لدينا في تطبيقات العلاج الجيني. وهذا يعني أن الهياكل النانوية للحمض النووي يمكن استخدامها في المستقبل لتغيير جينوم الكائنات الحية.لـ agarose جل تلطيخ, عادة ما تستخدم الجزيئات التي تتوسط الحمض النووي ويحتمل أن تكون مطفرة. يرجى اتباع تعليمات السلامة من المختبر الخاص بك عند تلطيخ الحمض النووي.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

اوريغامي الملهمة التجميع الذاتي للجزيئات منقوشة واعادة التشكيل

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid النيكل النانو من Diblock كوبوليمر Supramolecules

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

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

للطي وتوصيف روبوت الحيوية استجابة من الحمض النووي اوريغامي

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

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

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

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

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

إعداد ميكا والسيليكون ركائز لDNA اوريغامي التحليل والتجريب

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

Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles

تعديل سطح بوليدوباميني المستوحاة من السيرة الذاتية نانودياموندس والحد منه من جسيمات فضة نانوية

Surface functionalization of nanodiamonds (NDs) is still challenging due to the diversity of functional groups on the ND surfaces. Here, we demonstrate a ...

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

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

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

Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates

الجمعية نانورودس الذهب في ميتاموليكوليس Plasmonic مراوان باستخدام قوالب أوريغامي الحمض النووي

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic ...

DNA Origami-Mediated Substrate Nanopatterning of Inorganic Structures for Sensing Applications

الحمض النووي اوريغامي--بوساطة نانوباتيرنينج الركيزة من الهياكل غير العضوية لتطبيقات الاستشعار

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA ...

Single-Molecule SERS Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas (Video) | JoVE 

قياسات تشتت رامان المعززة بالسطح أحادية الجزيء التي تم تمكينها بواسطة الهوائيات النانوية لأوريغامي الحمض النووي البلازموني

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) ...