Yazarlar son derece değerli tartışmalar ve tavsiyeler ve yararlı tartışmalar ve iş için Bachelet laboratuarında tüm üyeleri S. Douglas teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma Bar-Ilan Üniversitesi Yaşam Bilimleri Fakültesi ve Nanoteknoloji ve İleri Malzeme Enstitüsü hibe tarafından desteklenmektedir.

Staples Havuz karışımının hazırlanması 1. <ol><li> Tablo 1&#39;de listelenen 96-kuyu plakalar üzerinde sipariş liyofilize DNA nanorobot zımba (Malzeme) ve 10 nmol kadar normalleştirmek. DNA nanorobot tasarımı ve mimarisi ayrıntılı bilgi için Ben-Ishay ve ark., 14 ve Douglas ve ark bakın. 15). </li><li> 100 uM bir konsantrasyonda her bir zımba de sahip DNase / RNase içermeyen ultra-saf sulandırın. Zımba, 10 nmol normalize için, ultra-saf su 100 ul ile sulandırın. </li><li> Havuz çok kanallı pipet ve steril bir 55 ml solüsyon havzası kullanarak her elyaf birlikte 20 ul. Not: nanorobot şekil, zımba havuzda zımba her birinin konsantrasyonu (Çekirdek, Kenarlar, Kolları ve Kılavuzlar dizileri Tablo 1 de dahil olmak üzere) 254 zımba şeritlerinin oluşur beri 394 nM. Zımba havuzundan zımba çıkarma, ya da farklı vol bazı ekleyerekumes ölçüde veriminin azalmasına veya başka bir şekilde katlanmamış agrega neden olabilir. </li></ol> Fabrikasyon Reaksiyon Karışımının 2. Hazırlık <ol><li> Standart bir reaksiyon karışımı için (Malzeme, 100 nM stok çözeltisi) iskele DNA 4 pmol karşılık, M13mp18 viral genomun dairesel tek iplikli DNA 40 ul kullanın. Imalat karışımında skafoldun nihai konsantrasyonu 20 nM, nihai hacim 200 ul&#39;dir. <ol><li> Özel ihtiyaçlarına göre iskele DNA miktarını ayarlayın; Bununla birlikte, sabit bir 20 nM&#39;de, reaksiyon karışımı içinde çatgı DNA nihai konsantrasyon tutun. </li></ol></li><li> Sırasıyla 1 ila 10 arasında zımba oranı bir iskele ulaşmak için zımba ekleyin. 20 nM skafold, DNA konsantrasyonu için, 254 Staples&#39;in nihai konsantrasyona sahip her 200 nM&#39;dir. 200 ul son reaksiyon hacmi için zımba havuz karışımı (bölüm 1.2) 102 ul ekleyin. <ol><li> Inci ayrı ayrı belirli Gate dizileri ekleŞu anda e katlama reaksiyon karışımı. Bu oligolar ayrı sipariş ve HPLC saflaştırma gerektirir. 20 nM skafold konsantrasyonu için her oligodan yani 200 nM, Kapı oligolar 1:10 skafold Gate sekansı oranında mevcut olduğundan emin olun. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için 100 uM stok konsantrasyonunda dört Kapısı oligo her biri için 0.4 ul ekleyin. </li></ol></li><li> 1x TAE (40 mM Tris-asetat, 1 mM EDTA) nihai konsantrasyona ulaşmak için 10x TAE tamponu hazır ekleyin. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için, 10x TAE 20 ul ekleyin. </li><li> 10 mM&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 1 M MgCI2 ekleyin. 200 ul katlanır reaksiyon hacmi için 1 M MgCl2 2 ul ekleyin. </li><li> 200 ul bir son hacme ulaşmak bir DNaz / RNazsız ultra saf su 36 ul ekle. </li><li> PCR şişelere vorteksleyin ve kısım 100 ul örnekler. Not: Kullanılacak maksimum reaksiyon hacimleri ile ilgili termal döngü şartname danışın.Bu sınırları karşılamak için hacim azaltılması elde verimleri azaltmak olmaz. Verimleri tehlikeye atacaktır belirtilen maksimum yukarıdaki Reaksiyon hacimleri. </li></ol> Fabrikasyon Reaksiyon 3. Sıcaklık Tavlama Rampa <ol><li> Program termal cycler takip gibidir: <ol><li> 5 dakika / ° C arasında bir oranda 60 ° C&#39;ye kadar 85 ° C Rampa. </li><li> Rampa 60 ° C 75 dak / ° C arasında bir oranda 4 ° C arasındadır. </li><li> Belirsiz bir süre 4 ° C&#39;de tutun. </li></ol></li><li> Sonra fabrikasyon -20 ° C&#39;de mağaza örnekleri sona erdi. </li></ol> Aşırı Staples 4. Kaldırma <ol><li> 100 kDa MWCO bir ile 0,5 ml santrifüj filtre katlama reaksiyon karışımına 100 ul ekle. Daha sonra analiz için nanorobots ön arıtma bir 10 ul örnek kaydedin. </li><li> 9600 x g&#39;de 10 dakika boyunca santrifüj. </li><li> Katlama tamponu içinde 400 ul (1 x TAE, 10 mM MgCI2) ekleyin. </li><li> Tekrarlayın iki kez daha 4.2 ve 4.3 adımları tekrarlayın. </li><li>9600 x g&#39;de 5 dakika boyunca santrifüje. </li><li> 9600 x g&#39;de 1 dakika boyunca temiz bir mikrosantrifüj tüp ve spin ters filtreyi koyarak konsantre kurtarın. Nihai hacmi filtre konulmuştur üretim tepkime karışımının başlangıç ​​hacmine bağlı olarak değişebilir. Tipik haliyle, konsantre nanorobot numunenin bir 25-60 ul nihai hacim elde edilir. </li><li> 260 nm&#39;de spektrofotometre aracılığıyla örneklerde DNA konsantrasyonu ölçülür. Nanorobot örneklerinin mol konsantrasyonları hesaplanırken 5,3 ug / pmol moleküler ağırlığa kullanın. Not: dsDNA molar sönüm katsayısı, 50 ug / OD 260, bir çok uygulama için yeterli olmaktadır. 48 ug / OD 260 Kenarları zımba de dikkate ssDNA uzanan poli timin alır. </li></ol> Katlanmış Nanorobots 5. Jel Elektroforez Analizi Agaroz <ol><li> 0.5x TBE (45 mM Tris-Borate, 1mM EDTA),% 2 agaroz jel Preparasyon 10 mM MgCl2 ile desteklenmiş </sub&gt; (Ernesto Castro ve ark uyarlanmış 21.): <ol><li> GKD 2 O. 118.75 ml 10x TBE hisse tamponu 6.25 ml seyreltilmesi ile 0.5x TBE tamponu hazırlayın </li><li> 0.5x TBE tamponu 125 ml agaroz 2.5 g çözündürülür. </li><li> Agaroz tamamen eriyene kadar mikrodalga kaynatın. </li><li> 10 mM&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 1 M MgCI2, 1.25 ml ilave edilir. </li><li> 10 mg 7 ul ekle / ml etidyum bromür. </li><li> Biraz serin çözümü için bekleyin ve agaroz jel katılaşır önce jel tepsisi doldurun. Hemen istenen tarak takın. </li><li> GKD 2 O 940 ml 0.5x TBE MgCl2 10x TBE tamponu hazır 50 ml, 1 M, 10 ml ilave etmek suretiyle tampon çalışan 1 L hazırlayın </li><li> Jel buz banyosu içinde elektroforez cihazına tampon ve koyun cihazı çalıştıran katı eklenti sonra. </li></ol></li><li> Bir iskele yanında nanorobots öncesi arınma Yük 1 ug toplam DNA (adım 3.2) ve sonrası saflaştırma (adım 4.7),DNA numunesi ve jel üzerine, bir 1 kb DNA marker ile etiketlenebilir. Bir örnek, Şekil 2&#39;de verilmiştir. Numunelerin fiili hacim saflaştırmadan sonra elde edilen konsantrasyonları bağlıdır. 6 nihai hacim oranı: Her numune, bir 1, yükleme tamponu ile yüklenir. </li><li> 80 V güç kaynağı olarak ayarlayın ve 3 saat jel çalıştırın. Buz ve su ile doldurulmuş bir küvet jel çalıştırın. Nanorobots açılmak ve agaroz jel elektroforez sırasında ısınır eğer smear olarak görünecektir. Elektroforez sırasında ısıtma cihazı tutmak için ek buz ekleyin. </li><li> UV masaya gör jel (Şekil 2). </li></ol> Uranil-format ile Nanorobot 6. Negatif Leke <ol><li> % 2&#39;lik üranil-format stok solüsyonunun hazırlanması (Castro et al uyarlanmış 23).: <ol><li> 15 ml&#39;lik bir tüp içine uranil-format tozun 100 mg tartılır. </li><li> 3 dakika kaynatın DNaz / RNaz ücretsiz ultra saf su de-oksijenatı için. </li><li> Deoksijene sıcak su 5 ml (~ 60 ° C)(önceki aşamadan) uranil-format ihtiva eden bir toz 15 ml tüp içine. Sıkıca kapağı kapatın, (bir girdaba tutturmak tüp) titizlikle 10 dakika süreyle alüminyum folyo ve vorteks olarak sarın. Çözüm sarı renk ile bulanık görünmelidir. </li><li> 0.2 mikron şırınga fi ltre ile Filtre çözümü. Çözüm açık hale gelmelidir. </li><li> Kısım mikrosantrifüj tüpleri içine çözeltisi 200 ul. </li><li> Tüpün dibinde havuz örnekleri masa üstü santrifüj 5 dakika boyunca maksimum hızda santrifüj. </li></ol></li><li> Izgara ve negatif boyama numunenin yükleme: <ol><li> % 2&#39;lik üranil-format çözeltisi (6.1 bölümünde tarif edilmiş) bir 200 ul tablet çözülmesini sağlayın. 3 dakika boyunca dikkatli bir 0.5 M NaOH çözeltisi ve girdap 10 ul ekle. Bir masa üstü santrifüj kullanılarak 5 dakika süreyle maksimum hızda santrifüj. </li><li> Bu arada, kızdırma deşarj ızgara 0,2 mbar oda havasını kullanarak ve 25 mA 30 sn. </li><li> Saflaştırmadan sonra 2 nM nanorobot örnek 15 ul ekle (sectiızgara üst tarafında üzerine 4.7) üzerine (forseps ile düzenlenen) ve 1 dakika boyunca absorbe edelim. Filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Izgara üst tarafında üzerine (adım 6.2.1 itibaren)% 2 uranil-format 10 ul ekleyin (forseps ile yapılan). </li><li> Hızla filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Tekrarlayın 6.2.4 ve 6.2.5 numaralı adımları. </li><li> Izgara üst tarafında üzerine (adım 6.2.1 itibaren)% 2 uranil-format 10 ul ekleyin (forseps ile yapılan). Boyama çözeltisi 30 saniye boyunca absorbe olsun. </li><li> Filtre kağıdının üstüne ızgara koyarak fazla sıvıyı boşaltmak için fi ltresi kağıdı kullanın. Izgara yüzeyine dokunmayın. </li><li> Izgara, en az 30 dakika süreyle tamamen kurumaya TEM içine enjekte önce, bir filtre kağıdı üzerinde edelim. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Watson, J. D., Crick, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetical+implications+of+the+structure+of+deoxyribonucleic+acid.">Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid.</a> Nature. 171, 964-967 (1953).</li><li>Kosuri, S., 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=Large-Scale+de+novo.+DNA+synthesis:+technologies+and+applications.">Large-Scale de novo. DNA synthesis: technologies and applications.</a> Nature Meth. 11 (5), 499-507 (2014).</li><li>Pinheiro, A. V., Han, D., Shih, W. M., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+and+opportunities+for+structural+DNA+nanotechnology.">Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology.</a> Nature Nanotech. 6 (12), 763-772 (2011).</li><li>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=Nucleic+acid+junctions+and+lattices.">Nucleic acid junctions and lattices.</a> J Theor Biol. 99 (2), 237-247 (1982).</li><li>Chen, J. H., 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=Synthesis+from+DNA+of+a+molecule+with+the+connectivity+of+a+cube.">Synthesis from DNA of a molecule with the connectivity of a cube.</a> Nature. 350 (6319), 631-633 (1991).</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>He, 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=Hierarchical+self-assembly+of+DNA+into+symmetric+supramolecular+polyhedra.">Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra.</a> Nature. 452 (7184), 198-201 (2008).</li><li>Yin, P., Hariadi, R. F., Sahu, S., Choi, H. M. T., Park, S. H., Labean, T. H., Reif, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programming+DNA+tube+circumferences.">Programming DNA tube circumferences.</a> Science. 321 (5890), 824-826 (2008).</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>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>Douglas, S. M., 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=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>Zhang, F., Nangreave, J., Liu, Y., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+DNA+nanotechnology:+state+of+the+art+and+future+perspective.">Structural DNA nanotechnology: state of the art and future perspective.</a> J Am Chem Soc. 136 (32), 11198-11211 (2014).</li><li>Douglas, S. M., 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=Prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno.">Prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Res. 37 (15), 5001-5006 (2009).</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> J Vis Exp. (77), e50268 (2013).</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>Tan, W., Donovan, M. J., Jiang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamers+from+cell-based+selection+for+bioanalytical+applications.">Aptamers from cell-based selection for bioanalytical applications.</a> Chem Rev. 113 (4), 2842-2862 (2013).</li><li>Xiang, D., 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=Nucleic+Acid+Aptamer-Guided+Cancer+Therapeutics+and+Diagnostics:+The+Next+Generation+of+Cancer+Medicine.">Nucleic Acid Aptamer-Guided Cancer Therapeutics and Diagnostics: The Next Generation of Cancer Medicine.</a> Theranostics. 5 (1), 23-42 (2015).</li><li>Zhang, D. Y., Seelig, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+DNA+nanotechnology+using+strand-displacement+reactions.">Dynamic DNA nanotechnology using strand-displacement reactions.</a> Nat Chem. 3 (2), 103-113 (2011).</li><li>Tang, Z., Parekh, P., Turner, P., Moyer, R. W., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+aptamers+for+recognition+of+virus-infected+cells.">Generating aptamers for recognition of virus-infected cells.</a> Clin Chem. 55 (4), 813-822 (2009).</li><li>Sefah, K., Shangguan, D., Xiong, X., O'Donoghue, M. B., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+DNA+aptamers+using+Cell-SELEX.">Development of DNA aptamers using Cell-SELEX.</a> Nature Prot. 5 (6), 1169-1185 (2010).</li><li>McKeague, M., DeRosa, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+and+Opportunities+for+Small+Molecule+Aptamer+Development.">Challenges and Opportunities for Small Molecule Aptamer Development.</a> J Nucleic Acids. 2012, (2012).</li><li>Amir, 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=Universal+computing+by+DNA+origami+robots+in+a+living+animal.">Universal computing by DNA origami robots in a living animal.</a> Nature Nanotech. 9 (5), 353-357 (2014).</li><li>Castro, C. E., 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=A+primer+to+scaffolded+DNA+origami.">A primer to scaffolded DNA origami.</a> Nature Meth. 8 (3), 221-229 (2011).</li><li>Sobczak, J. P., Martin, T. G., Gerling, T., 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=Rapid+folding+of+DNA+into+nanoscale+shapes+at+constant+temperature.">Rapid folding of DNA into nanoscale shapes at constant temperature.</a> Science. 338 (6113), 1458-1461 (2012).</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> Angew Chem Int Ed Engl. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li><li>Lin, C., Perrault, S. D., Kwak, M., 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=Purification+of+DNA-origami+nanostructures+by+rate-zonal+centrifugation.">Purification of DNA-origami nanostructures by rate-zonal centrifugation.</a> Nucleic Acids Res. 41 (2), (2012).</li><li>Bai, X. C., Martin, T. G., Scheres, S. H., 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=Cryo-EM+structure+of+a+3D+DNA-origami+object.">Cryo-EM structure of a 3D DNA-origami object.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (49), 20012-20017 (2012).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Biz DNA nanorobot imalatı, arıtma, ve görselleştirme nitelendirdi. Cihazın altıgen şasi imalatı takiben, nanorobot fonksiyonu kolayca nedeniyle mevcut tek iplikli yerleştirme siteleri 14 ile hidrojen bağlayıcı tamamlayıcılık onların belirlenen pozisyon bulmak robot özgü kargo basit giriş ve algılama ipliklerini ile programlanır , 15,22. Tarif edilen imalat protokolü, genellikle origami şekilleri geniş bir katlama laboratuarımızda kullanılmıştır yavaş tavlama rampa kullanmaktadır. Üretim süresi, Sobczak ve arkadaşları tarafından tarif edilen hızlı bölme kuralı olarak önemli bir faktör, diğer protokoller olursa. 24 kullanılabilir. Bu protokol, ancak her origami şekli için ayarlanması gerekir, yüksek verimlerle Origami elde etmek için rapor edilmiştir. Spin filtrasyon aşırı zımba robotlar arındırmak için kullanılır. S yüklerkennumune veya tampon ile pim kolon, bakım pipet ile zara zarar verilmemesine dikkat edilmelidir. Membran potansiyel önemli ölçüde azalır verimleri sonuçlanan bozulabilir. Bu nanorobots YAŞ tarafından görüntülenmiştir kadar flow-through atmak değil tavsiye edilir. Belirli bir uygulama için daha yüksek bir arıtma oranı isteniyorsa; Bu orijinal bir spin kolon kullanılarak süzme tekrarlanarak elde edilebilir. Daha da yüksek saflıkta, yeni bir spin kolon, ancak bu verim oranları üzerinde önemli bir olumsuz etkiye sahip olacaktır, kullanılabilir. Arıtma DNA origami yapılar için diğer yöntemler, elektroforez ve fazla zımba diyalize akabinde agaroz jelinden eksizyon olarak test edilmiştir. Bu yöntemler, düşük verim veya tarif edilen protokol ile karşılaştırıldığında düşük saflaştırma oranları ya elde edilmiştir. Örneğin PEG-bazlı arıtma için 25 ve oranlarda bölgeli ultrasantrifügasyon 26 gibi diğer yöntemler, test edilmedi. Bu yöntemler achi bildirilmektedirarife yüksek arıtma oranları, ancak onlar fakir verimleri (oran bölgeli Ultrasantrifügasyon) neden veya potansiyel oyuk nanorobot şeklini zarar verebilecek olan (PEG bazlı) yağış gerektiren ya. Nanorobots üretim yeilds 15 arttırmak için kapalı konumda şekil kilit Kılavuz zımba ile imal edilir. Bu (anlatılan protokolde, PDGF) tasarlanmıştır uyarıcıya tepki olarak etkili bir şekilde açmak nanorobots için Kılavuz Temizleme zımba ekleyerek bu zımbaları kaldırmak için önemlidir. Aşırı saflaştırılması sonunda 1 molar oranda: Kılavuz Zımba 18 .Bu zımba 10 ilave edilmelidir şerit değiştirme sürecinden Kılavuzu Zımba serbest Kılavuzu Temizleme zımba yerleştirme için toehold tek iplikli bölgesi ile tasarlanmıştır Staples&#39;in evre (aşama 4,7) ve son çalkalayıcı üzerinde ucunda, oda sıcaklığında 2 saat süre ile inkübe edildi. TEM ile görselleştirme, includi tanımlanmıştırng uranil-format% 2 negatif boyama. Uranil-asetat ile karşılaştırıldığında, uranil-format DNA origami tasarımları daha iyi çözünürlük için izin ince taneli yapılar üretir. Bakım alikotları zaman uzun süreler için dondurulur halinde katılaşacağı uranil-format alınmalıdır. Bu boyama için yeni hazırlanmış bir% 2 uranil-format çözeltisi kullanılması tavsiye edilir. Daha iyi çözünürlükleri Cryo-TEM 27 kullanımı ile elde edilebilir. DNA nanorobot temel mimari tasarım ve imalat protokolü sonuçta üniforma ve açıktır. Bununla birlikte, bir esneklik ile belirli yük karışımları ve algılama şeritler biçiminde sunulmaktadır. Ayrıca, tek bir popülasyonda birçok alt tipi dahil edilebilir ve onların göreceli stoikiometri programlanmış ve özel ihtiyaçlarına uyacak şekilde optimize edilmiş. Her hız sınırlayıcı bir aşama olarak, belirli kinetikleri daha da büyük ince ayar çift sarmal hibridizasyon veya uzunluğunu azaltmak / artan elde edilebilirbelirli anahtar pozisyonlarda uyumsuzlukları tanıtımı. Inşaat kolaylığı ile esneklik bu yüksek derecede biyolojik ilgili ortamda son derece değişik karmaşık görevleri yürütebilecek nano cihazların mühendislik sağlar.

Nükleik asitler nanoteknoloji için kullandığı şaşırtıcı. Watson-Crick baz eşleştirme tractability olarak ısmarlama oligoların 2 büyük ölçekli sentezi kolaylığı ve nispeten düşük maliyetli bir DNA nanoteknoloji alanında uygulamalar 3 patlamasını ve araştırma üretti. Temel yapı taşı olarak hareketsiz Seeman kavşak 4,5&#39;ten dayalı yapısal DNA nanoteknoloji, keyfi şekilleri 6-8 inşası için bir öz-montaj ilköğretim ünite olarak DNA kullanımını kolaylaştırır. Desteksiz DNA origami 9 tekniğin son gelişme alt nanometre hassasiyetle karmaşık 2D / 3D nano mimarileri 10-12 inşası için izin verir ve artan karmaşıklığı ve şaşırtıcı çeşitliliği ile yeni işlevsel nesneler oluşturmak için etkili bir yoldur. Inşaat süreci uzun skafold, tek iplikli DNA dayanır, genellikle viral genom türetilmişKısa tek iplikli DNA oligo yüzlerce melezleşme yoluyla katlanabilir, e zımba denilen. Fabrikasyon tekrarlanabilirliği elde maksimum hidrojen bağlayıcı tamamlayıcılık kolaylaştırmak için kısa, tek iplikli zımba dizileri terzilik sonucu ise bu teknikle elde edilen yüksek çözünürlüklü yapısal, DNA çift sarmal doğal boyutlarının doğrudan bir sonucudur. Yavaş sıcaklık tavlama kullanımı ile termodinamik tercih nanoyapı yüksek verim ve sadakat ulaşılır tasarlanmış düşük-enerji, rampa. Bir bilgisayar kodu kavşak tasarım kurallarının uygulanması son derece kolay bağlanan kavşaklar yüzlerce içeren büyük, karmaşık yapıların tasarlama görevi kolaylaştırmak gibi caDNAno 13 olarak CAD araçları, gelişmesini, etkin. Daha önce caDNAno aracı 14,15 yardımıyla bir DNA nanorobot tasarımını tarif. Burada imalat tasvir vetransmisyon elektron mikroskobu (TEM) ile görselleştirme, boyutları nanorobot 3B, içi boş altıgen nanodevice, önceden tespit edilmiş bir uyarım ve mevcut spesifik yük, yanıt olarak büyük bir uygun bir değişiklik geçiren için tasarlanmış 35 x 35 x 50 mil 3, örneğin protein ya da nükleik asit oligo olarak içeri birikir. 12 yükleme istasyonu boş kasanın içinde mevcut olmakla birlikte, bağlı yüklerin gerçek sayısı kargo boyutu ile değişir. Kargo molekülleri küçük DNA moleküllerinden enzimler, antikorlar ve 5-10 nm altın nanopartiküller değişir. Her nanorobot farklı moleküllerin bir karışımını ihtiva ettiği şekilde, muntazam ya da heterojen Cargocan ya. Algılama aptasensor 16,17 veya DNA zincir yerinden 18 teknolojiler üzerinde ya, proteinler, nükleik asitleri ve diğer kimyasalları anlamda iki çift sarmal kilitleme kapıları tasarım yoluyla elde dayanmaktadır. Aptamer seçimi protokolleri 19-21 son gelişmeler yanıt nanorobots tasarımını sağlayanmoleküller ve hücre tipleri artan aralığı. Daha önce eser, antijene bağlanma önleyici bir ya da karma hücre grubunun 15 belirli hücre tipleri içine verimli bir sinyal, ya geçirebilmesi üzerine spesifik bir antikor, bir taşıma nanorobot göstermiştir. Bu nanocihazların bir heyecan verici özelliği, tek bir popülasyonda farklı nanorobot alt tiplerinin tanıtımıyla daha karmaşık görevleri ve mantık kontrolü gerçekleştirmek için yeteneğidir. Son zamanlarda aktif kargo molekülü 22 içeren bir efektör nüfus kontrol pozitif veya negatif düzenleyiciler ya da performans nanorobots belirli alt tipleri gösterdi. Burada sunulan protokol nanorobot 15,22 açılmasını kolaylaştırmak için PDGF&#39;ye seçici olarak bağlanan aptamer sensör dizileri ile işlenir bir nanorobot imalatı, saflaştırma ve görüntüleme açıklanmaktadır. Açıklanan imalat süreci n benzerverim ve arıtma oranlarını artırırken anorobot fabrikasyon süreci başlangıçta, Douglas ve arkadaşları ark., genel işlem süresini azaltmaya yönelik değişikliklerle 15 ile tasvir.

<table><tbody><tr><td>DNase/RNase free distilled water</td><td>Gibco</td><td>10977</td><td></td></tr><tr><td>M13mp18 ssDNA scaffold</td><td>NEB</td><td>N4040S</td><td></td></tr><tr><td>10x TAE</td><td>Gibco</td><td>15558-042</td><td></td></tr><tr><td>1 M MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Ambion</td><td>AM9530G</td><td></td></tr><tr><td>Amicon Ultra 0.5 ml centrifugal filter 100K MWCO</td><td>Amicon</td><td>UFC510024</td><td></td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Promega</td><td>V3125</td><td></td></tr><tr><td>TBE buffer</td><td>Promega</td><td>V4251</td><td></td></tr><tr><td>Ethidium bromide 10&amp;nbsp;mg/ml solution</td><td>Sigma Aldrich</td><td>E1510</td><td></td></tr><tr><td>1 kb DNA marker</td><td>NEB</td><td>N3232S</td><td></td></tr><tr><td>Loading Dye</td><td>NEB</td><td>B7021S</td><td></td></tr><tr><td>uranyl formate</td><td>polysciences</td><td>24762</td><td></td></tr><tr><td>carbon-coated TEM grids&amp;nbsp;</td><td>Science services</td><td>EFCF400-Cu-50</td><td></td></tr><tr><td>Thermal Cycler c1000 Touch</td><td>Bio-Rad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glow Discharge K100X</td><td>Emitech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV table Gel Doc EZ Imager</td><td>Bio-Rad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NanoDrop 2000c</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TEM FEI-G12</td><td>Tecnai</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

folding and characterization of a bio-responsive robot from dna origami

DNA nanorobot içinde münzevi belirli uyaranlara ve mevcut kargo yanıt açmak için tasarlanmış bir oyuk altıgen nanometrik cihazdır. Her iki uyaranlara ve kargo özel ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir. Burada DNA origami tekniği ile, bir DNA nanorobot imalat protokol açıklar. Prosedür daha sonra bir katlama tampon maddesinin mevcudiyetinde, uzun dairesel, tek sarmal bir DNA iskele eklenir stok karışımı içine kısa tek kordonlu bir DNA zımba karıştırılmasıyla başlatır. Standart termo cycler giderek nanorobot katlanması arkasındaki temel güçtür zımba-to-iskele tavlama, kolaylaştırmak için karıştırma reaksiyon sıcaklığını düşürmek için programlanmıştır. 60 saat katlama Reaksiyon tamamlandıktan sonra, fazla zımba agaroz-jel elektroforezi (AGE) ile görselleştirme, ardından bir santrifüj filtre kullanılarak atılır. Son olarak, nanorobot başarılı imalat (TEM) transmisyon elektron mikroskobu ile doğrulanır,Negatif bir boya olarak uranil-format kullanılarak.

Watch this Scientific Journal Video about Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami at JoVE.com

Origami'den Biyo-Duyarlı Bir Robotun Katlanması ve Karakterizasyonu | Kimya | Video

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

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM).

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

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

folding-characterization-bio-responsive-robot-from-dna

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Chemistry

Genetics

DNA Structure and Function

SCIENTISTS IN ACTION

14.4K Görüntüleme.  Bar-Ilan University. DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM). 

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

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

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

Kimya

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

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this article, we describe detailed protocols on how to fabricate sophisticated 2D shapes through the self-assembly of uniquely addressable single-stranded DNA tiles which act as molecular pixels on a molecular canvas. Each single-stranded tile (SST) is a 42-nucleotide DNA strand composed of four concatenated modular domains which bind to four neighbors during self-assembly. The molecular canvas is a rectangle structure self-assembled from SSTs. A prescribed complex 2D shape is formed by selecting the constituent molecular pixels (SSTs) from a 310-pixel molecular canvas and then subjecting the corresponding strands to one-pot annealing. Due to the modular nature of the SST approach we demonstrate the scalability, versatility and robustness of this method. Compared with alternative methods, the SST method enables a wider selection of information polymers and sequences through the use of de novo designed and synthesized short DNA strands.

DNA tiling is an effective approach to make programmable nanostructures. We describe the protocols to construct complex two-dimensional shapes by the self-assembly of single-stranded DNA tiles.

Tek iplikli DNA Fayans Complex iki boyutlu şekiller Self-montaj

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

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

DNA Origami Analiz ve Deney için Mika ve Silikon Yüzeyler Hazırlanması

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

Designing a Bio-responsive Robot from DNA Origami

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in parallel computing2,3 , recognize and bind molecular or cellular targets4,5 , catalyze chemical reactions6,7 , and generate calculated responses in a biological system8,9. Importantly, nucleic acids can be programmed to self-assemble into 2D and 3D structures10-12, enabling the integration of all these remarkable features in a single robot linking the sensing of biological cues to a preset response in order to exert a desired effect.
Creating shapes from nucleic acids was first proposed by Seeman13, and several variations on this theme have since been realized using various techniques11,12,14,15 . However, the most significant is perhaps the one proposed by Rothemund, termed scaffolded DNA origami16. In this technique, the folding of a long (&gt;7,000 bases) single-stranded DNA 'scaffold' is directed to a desired shape by hundreds of short complementary strands termed 'staples'. Folding is carried out by temperature annealing ramp. This technique was successfully demonstrated in the creation of a diverse array of 2D shapes with remarkable precision and robustness. DNA origami was later extended to 3D as well17,18 .
 
The current paper will focus on the caDNAno 2.0 software19 developed by Douglas and colleagues. caDNAno is a robust, user-friendly CAD tool enabling the design of 2D and 3D DNA origami shapes with versatile features. The design process relies on a systematic and accurate abstraction scheme for DNA structures, making it relatively straightforward and efficient.
In this paper we demonstrate the design of a DNA origami nanorobot that has been recently described20. This robot is 'robotic' in the sense that it links sensing to actuation, in order to perform a task. We explain how various sensing schemes can be integrated into the structure, and how this can be relayed to a desired effect. Finally we use Cando21 to simulate the mechanical properties of the designed shape. The concept we discuss can be adapted to multiple tasks and settings.

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here, we describe how DNA origami can be utilized to design a robotic robot capable of sensing biological cues and responding by shape shifting, subsequently relayed to a desired effect.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot Tasarımı

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in ...

Biyomühendislik

Production of Dynein and Kinesin Motor Ensembles on DNA Origami Nanostructures for Single Molecule Observation

Cytoskeletal motors are responsible for a wide variety of functions in eukaryotic cells, including mitosis, cargo transport, cellular motility, and others. Many of these functions require motors to operate in ensembles. Despite a wealth of knowledge about the mechanisms of individual cytoskeletal motors, comparatively less is known about the mechanisms and emergent behaviors of motor ensembles, examples of which include changes to ensemble processivity and velocity with changing motor number, location, and configuration. Structural DNA nanotechnology, and the specific technique of DNA origami, enables the molecular construction of well-defined architectures of motor ensembles. The shape of cargo structures as well as the type, number and placement of motors on the structure can all be controlled. Here, we provide detailed protocols for producing these ensembles and observing them using total internal reflection fluorescence microscopy. Although these techniques have been specifically applied for cytoskeletal motors, the methods are generalizable to other proteins that assemble in complexes to accomplish their tasks. Overall, the DNA origami method for creating well-defined ensembles of motor proteins provides a powerful tool for dissecting the mechanisms that lead to emergent motile behavior.

The goal of this protocol is to form ensembles of molecular motors on DNA origami nanostructures and observe the ensemble motility using total internal reflection fluorescence microscopy.

Tek Molekülgözlem için DNA Origami Nanoyapılar üzerinde Dynein ve Kinesin Motor Toplulukları üretimi

Cytoskeletal motors are responsible for a wide variety of functions in eukaryotic cells, including mitosis, cargo transport, cellular motility, and ...

Biyokimya

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

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in physiological fluids induce denaturation and degradation of self-assembled DNA nanostructures. In non-viral gene delivery, enzymatic degradation of DNA is overcome by the encapsulation of the negatively charged DNA in a cationic shell. Herein, inspired by gene delivery advancements, a simple, one-step and robust methodology is presented for the stabilization of DNA origami nanostructures by coating them with chitosan and linear polyethyleneimine. The polycation coating efficiently protects DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media. This method also preserves the full addressability of enzyme- and aptamer-based functionalization of DNA nanostructures.

Here, a protocol for the protection of DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media using natural cationic polysaccharide chitosan and synthetic linear polyethyleneimine (LPEI) coatings is presented.

Gen terapisi Polycation kaplama DNA Origami nanoyapıların korunması için ilham.

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

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

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic nanostructures. The high spatial precision of a DNA origami-templated assembly allows controlling the coupling between plasmonic resonances of individual particles and enables tailoring optical properties of the constructed nanostructures. Recently, chiral plasmonic systems attracted a lot of attention due to the strong correlation between the spatial configuration of plasmonic assemblies and their optical responses (e.g., circular dichroism [CD]). In this protocol, we describe the whole workflow for the generation of DNA origami-based chiral assemblies of gold nanorods (AuNRs). The protocol includes a detailed description of the design principles and experimental procedures for the fabrication of DNA origami templates, the synthesis of AuNRs, and the assembly of origami-AuNR structures. In addition, the characterization of structures using transmission electron microscopy (TEM) and CD spectroscopy is included. The described protocol is not limited to chiral configurations and can be adapted for the construction of various plasmonic architectures.

We describe the detailed protocol for the DNA origami-based assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules with strong chiroptical responses. The protocol is not limited to chiral configurations and can be easily adapted for the fabrication of various plasmonic architectures.

Altın Nanorods bütünleştirilmiş koda kiral Plazmonik Metamolecules DNA Origami şablonlarını kullanma

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

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA nanofabrication technique is called DNA origami, and it allows high-throughput synthesis of accurate and highly versatile structures with nanometer-level precision. Here, it is shown how the spatial information of DNA origami can be transferred to metallic nanostructures by combining the bottom-up DNA origami with the conventionally used top-down lithography approaches. This allows fabrication of billions of tiny nanostructures in one step onto selected substrates. The method is demonstrated using bowtie DNA origami to create metallic bowtie-shaped antenna structures on silicon nitride or sapphire substrates. The method relies on the selective growth of a silicon oxide layer on top of the origami deposition substrate, thus resulting in a patterning mask for following lithographic steps. These nanostructure-equipped surfaces can be further used as molecular sensors (e.g., surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)) and in various other optical applications at the visible wavelength range owing to the small feature sizes (sub-10 nm). The technique can be extended to other materials through methodological modifications; therefore, the resulting optically active surfaces may find use in development of metamaterials and metasurfaces.

Here, we describe a protocol to create discrete and accurate inorganic nanostructures on substrates using DNA origami shapes as guiding templates. The method is demonstrated by creating plasmonic gold bowtie-shaped antennas on a transparent substrate (sapphire).

Algılama Uygulamaları için İnorganik Yapıların DNA Origami Aracılı Substrat Nanodesenleme

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

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; represented by &#34;devices&#34; created as combinations of individual genetic components. However, manual assembly of such large numbers of devices is time-intensive, error-prone, and costly. The increasing sophistication and scale of synthetic biology research necessitates an efficient, reproducible way to accommodate large-scale, complex, and high throughput device construction.
Here, a DNA assembly protocol using the Type-IIS restriction endonuclease based Modular Cloning (MoClo) technique is automated on two liquid-handling robotic platforms. Automated liquid-handling robots require careful, often times tedious optimization of pipetting parameters for liquids of different viscosities (e.g. enzymes, DNA, water, buffers), as well as explicit programming to ensure correct aspiration and dispensing of DNA parts and reagents. This makes manual script writing for complex assemblies just as problematic as manual DNA assembly, and necessitates a software tool that can automate script generation. To this end, we have developed a web-based software tool, http://mocloassembly.com, for generating combinatorial DNA device libraries from basic DNA parts uploaded as Genbank files. We provide access to the tool, and an export file from our liquid handler software which includes optimized liquid classes, labware parameters, and deck layout. All DNA parts used are available through Addgene, and their digital maps can be accessed via the Boston University BDC ICE Registry. Together, these elements provide a foundation for other organizations to automate modular cloning experiments and similar protocols.
The automated DNA assembly workflow presented here enables the repeatable, automated, high-throughput production of DNA devices, and reduces the risk of human error arising from repetitive manual pipetting. Sequencing data show the automated DNA assembly reactions generated from this workflow are ~95% correct and require as little as 4% as much hands-on time, compared to manual reaction preparation.

Here, an automated workflow to perform modular DNA &#34;device&#34; assembly using a modular cloning DNA assembly method on liquid-handling robots is presented. The protocol uses an intuitive software tool for generating liquid handler picklists for combinatorial DNA device library generation, which we demonstrate using two liquid handling platforms.

Robot sıvı işleme derleme modüler DNA cihazların otomatik

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack

DNA nanostructure-based mechanical systems or DNA nanomachines, which produce complex nanoscale motion in 2D and 3D in the nanometer to &#229;ngstr&#246;m resolution, show great potential in various fields of nanotechnology such as the molecular reactors, drug delivery, and nanoplasmonic systems. The reconfigurable DNA accordion rack, which can collectively manipulate a 2D or 3D nanoscale network of elements, in multiple stages in response to the DNA inputs, is described. The platform has potential to increase the number of elements that DNA nanomachines can control from a few elements to a network scale with multiple stages of reconfiguration.
In this protocol, we describe the entire experimental process of the reconfigurable DNA accordion rack of 6 by 6 meshes. The protocol includes a design rule and simulation procedure of the structures and a wet-lab experiment for synthesis and reconfiguration. In addition, analysis of the structure using TEM (transmission electron microscopy) and FRET (fluorescence resonance energy transfer) is included in the protocol. The novel design and simulation methods covered in this protocol will assist researchers to use the DNA accordion rack for further applications.

We describe the detailed protocol for design, simulation, wet-lab experiments, and analysis for a reconfigurable DNA accordion rack of 6 by 6 meshes.

Tasarım ve Reconfigurable DNA akordeon raf sentezi

DNA nanostructure-based mechanical systems or DNA nanomachines, which produce complex nanoscale motion in 2D and 3D in the nanometer to &#229;ngstr&#246;m ...