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科学家创造了由DNA制成的大型合成纳米孔

科学家使用DNA折纸创建了一个内部孔径为9nm的DNA合成纳米孔。纳米孔由可编程脂质瓣膜控制,并配有大小选择的选通系统,用于大分子的转移。

早在2015年,Oxford Nanopore就推出了首个商业化的纳米孔DNA测序仪。基于合成工程化的跨膜蛋白,纳米孔测序可以使长链DNA穿过孔的中心管腔,其中离子电流的变化可以用作DNA中单个碱基的传感器。该技术是DNA测序的关键里程碑,将需要数十年的研究才能实现。

从那时起,研究人员一直试图利用这一原理进一步扩大科学研究的范围,以建立更大的孔来容纳蛋白质并将其用于传感,但是研究人员面临的主要挑战是对人工蛋白质的设计的有限理解。作为替代方案,奥尔胡斯大学的研究团队于2009年首次报告了一种新技术,即将3d人为将DNA人工折叠成复杂结构的技术,即所谓的3D折纸技术。与蛋白质相比,DNA折纸已被证明具有史无前例的设计空间来构建纳米结构,以模仿和扩展天然存在的复合物。

据Mymes Consulting称,在《自然通讯》杂志上发表的一篇新文章中,奥尔胡斯大学的研究人员报告了由DNA制成的大型合成纳米孔。这种纳米孔结构能够将蛋白质大分子转移到由脂质双层分离的细胞室中。另外,将功能性门控系统引入孔中,以实现溶液中极少数分子的生物传感。

DNA纳米孔的设计:a)伪对称纳米孔基于六角形折纸晶格,内孔直径为9 nm,外径为22 nm,长度为32 nm; b)三个皮瓣分别是两个,具有8个核苷双链DNA(dsDNA)杂交锁在酸性(8-nt)支持点上,用于开放链替换; c)在顶部,27条短链以独特的8个核苷酸序列延伸,允许A和B混合。在纳米孔之后,实现了特定的粘合剂末端介导的二聚化; d)当链替换打开时,在通道和瓣表面上可见脂质短钉型核酸(橙色部分); e)纳米孔插入脂质体的示意图。

借助功能强大的光学显微镜,研究人员可以跟踪分子通过单个纳米孔的流动。通过将可控制的塞子引入孔中,可以通过大小选择来控制蛋白质大小的分子的流动,并显示触发该分子的无标记实时生物传感器。

DNA纳米孔的透射电子显微镜(TEM)表征

最后,纳米孔配备了一组可控的皮肤皮瓣,可以将其靶向进入显示特定信号分子的膜。将来,这种机制将有可能允许传感器专门插入患病细胞并允许在单细胞水平上进行诊断。

芯时代

作者:yupvip 分类:文库 浏览:17 评论:0