【中國科學報】分鐘量級快速DNA摺紙術問世

2020-12-06 中國科學院

中科院上海應用物理所和蘇州納米所與丹麥的大學合作,發展了一種分鐘量級的快速DNA摺紙術新方法,可一步組裝出複雜納米結構。利用該方法可製備具有納米限域空間的DNA納米反應器,實現分子尺度可控定位的生物化學反應,有望在酶工程、智能載藥等領域獲得更多應用。相關成果日前發表於《美國化學會志》。

據介紹,DNA摺紙術極大地提升了構建複雜DNA納米結構的能力,其組裝出的納米結構大小與複雜度可與天然生物分子機器相媲美。此次科學家分析了DNA摺紙術納米結構的組裝過程,發現僅用10分鐘即可組裝出分子量高達4.8兆道爾頓的DNA納米結構,而通常認為其組裝過程要長達數小時乃至數天。他們又通過兩步組裝摺疊出DNA納米帶和納米管結構。這種短納米管連接起來構成一個長達100納米以上、直徑精確可控的DNA納米管。令人驚訝的是,這些複雜納米結構實際上可由DNA鏈用一步法直接快速組裝出來。

研究人員還提出利用DNA摺紙術納米管構建納米反應器的概念,並以兩個單個酶分子組成的雙酶偶聯反應體系為模型進行研究。結果表明,在DNA納米管反應器中的酶反應,其效率遠高於溶液中的自由擴散和反應,表明該反應器提供了一個高效的納米限域空間。這兩個酶在反應器內的距離還可在納米尺度精確調控,因而可有效調節酶的偶聯反應過程。

(原載於《中國科學報》 2013-02-28 第1版 要聞)

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