Bu araştırma kısmen küresel araştırma geliştirme merkezi Program aracılığıyla Ulusal Araştırma Vakfı, Bilim Bakanlığı ve ICT (MSIT) (2015K1A4A3047345) ve Nano· tarafından finanse edilen Korea(NRF) tarafından desteklenmiştir Malzeme teknolojisi geliştirme programı aracılığıyla Ulusal Araştırma Vakfı, Kore (Bilim Bakanlığı ve ICT (MSIT) (2012M3A7A9671610) tarafından desteklenen NMK). Seul Ulusal Üniversitesi'nde Mühendislik Araştırma Enstitüsü araştırma tesisleri bu iş için sağlanan. Yazarlar Tae-genç Yoon (Biyolojik Bilimler, Seul Ulusal Üniversitesi) doğru perde analizi için şükran floresans spektroskopisi ile ilgili olarak kabul.

1. tasarım 6 6 DNA akordeon raf caDNAno14 ile tarafından
<ol><li>Bir DNA akordeon raf tasarımı için caDNAno 2.0 yazılım14 yükleyip (caDNAno 2.5 mevcuttur ayrıca https://github.com/cadnano/cadnano2.5 üzerinde). CaDNAno14 ' ü aç ve Kare aracı kare bir kafes ile yeni bir bölüm eklemek için tıklatın.</li>
	<li>Her ışın akordeon raf numarası ve caDNAno14 (Şekil 2) sol kafes paneli üzerindeki çizin.</li>
	<li>Kalem aracını tıklatın ve doğru Düzenleme panelindeki caDNAno14her ışın çizin. Mola kirişler her 32 bp, bitişik kirişler arasında eklem içindir. Zımba kesişim eklem aynı pozisyonda yerleştirin. Ekle aracı ve Kurşun kalem aracı caDNAno14 ' te ek tek iplikçikli kesişim var eklem bildirmek için kullanın.</li>
	<li>Kurşun Kalem aracını tıklatın ve eklem bağlayın. Her ışını yedi eklem vardır.</li>
	<li>İskele algoritması11yönlendirme daha önce raporlanmış iskele kullanarak tek döngü içine birleştirmek için iskele kesişim oluşturmak. 8 olmak en az bağlayıcı etki iskele ve elyaf iplikleri arasında izin vermeyin bp (Şekil 3).</li>
	<li>Kullanılmayan iskele akordeon raf karşı taraflarda bulunan köşeleri toplantıda Şekil 3' te gösterildiği gibi yerleştirin.</li>
	<li>Aracı Break' ı tıklatın. Dairesel veya 60'dan daha uzun nerede zımba iplikçikleri ayrılmaktadır kırmak bp.</li>
	<li>DNA kilit dizilerini tasarlayın.<ol>
<li>Aracı Break' ı tıklatın. Yapışkan bir parçası yapmak ve 8 silmek için bir elyaf DNA bölgesinin sonu 8 bp bp zımba DNA bölge. 6 6 akordeon raf 18 yapışkan bölümden (Şekil 1) vardır.</li>
		<li>Ters sıralarını kilit ayrılmaktadır her iki ucunda yapışkan bölümlerine tamamlayıcı yere takıp onları istenilen uzunlukta (Şekil 1B) poli T ipliklerini oluşan bir köprüleme bölgeye göre bağlayın.</li>
		<li>Yeniden yapılandırılması için 8 add bp DNA sonunda çıkıntı sıralarının kilitler için strand çıkarma. Kullanılan çıkıntı Tablo 2' de dizisidir.</li>
		<li>Köprüleme bölgesine tamamlayıcı ters poli A iplikçikleri hazırlayın.</li>
		<li>Yeniden yapılandırılması deney DNA kilitlerine için tamamlayıcı ters tasarım ayrılmaktadır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sıra aracını tıklatın ve iskele DNA'ı tıklatın. Standart M13mp18. Verme aracı tıklatın ve sıra (Tablo 1) csv biçiminde kaydedin iskele seçin.</li>
</ol>2. oxDNA yapısıyla simülasyonu
<ol><li>Karşıdan yükleyip oxDNA16,17. En son kaynak kodu https://sourceforge.net/projects/oxdna/files/ üzerinde kullanılabilir.</li>
	<li>Python komut dosyası 'cadnano_interface.py' oxDNA16,17 paketinde sağlanan, kullanarak caDNAno14 dosyasını başlangıç yapılandırma dosyalarından olun. Kullanımı aşağıdaki gibidir: 'python cadnano_interface.py cadnano_file.json sq'. Topoloji dosya ve yapılandırma dosyası şimdi oluşturulur. Not: Kaç iplikçikleri topoloji dosya içerir ve nükleotid yapısı ve omurga-omurga nükleotitler arasındaki bağları ile ilgili bilgi bulunmaktadır. Yapılandırma dosyası timestep, enerji ve kutusu boyutu gibi genel bilgileri içerir. Oryantasyon pozisyon vektör, omurga tabanlı vektör, normal vektör, hız ve nükleotid açısal hızı gibi de dahil (Şekil 4) bilgilerdir.</li>
	<li>Topoloji ve yapılandırma dosyanızdaki akordeon raf çok yapısal bilgileri yansıtacak olmaları için caDNAno14 değiştirin. CaDNAno14 topoloji ve yapılandırma dosyaları görüntülenir zaman tüm kirişler paralel olarak düzenlenmiştir. Ancak, akordeon raf bir kafes yapısı bu nedenle gümrüklü nükleotitler arasındaki mesafe kadar simülasyon (Şekil 5).<ol>
<li>Döndürme ve istenen kafes yapısı her ışın taşıyın. Yapılandırma dosyasında soldaki dokuz sütun konumu vektör, omurga tabanlı vektör ve normal vektör (Şekil 4) vardır. Bir ışın döndürmek için tüm konum, omurga-base ve normal vektörel çizimler dönme dönüştürme kullanarak döndürün. O zaman bir ışın Şekil 5' te gösterildiği gibi bulmak için konum vektör değiştirerek taşıyın.</li>
		<li>OxDNA paketinde sağlanan komut dosyasını kullanarak yapı sakin ol ($oxDNA örneğe bakın/örnekler/RELAX_INITIAL_CONFIGURATION için daha fazla bilgi).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Moleküler dinamiği simülasyon rahat yapılandırma dosyası kullanarak on milyon adımları için çalıştırın. Kullanımı aşağıdaki gibidir: '. / oxDNA < giriş >' veri her 5000 veya 10000 adımları kaydetmek.</li>
	<li>Görselleştirme Not: Cogli kullanarak yapıları görüntülenir.<ol>
<li>Download ve cogli (https://sourceforge.net/projects/cogli1/) en son sürümünü yükleyin.</li>
		<li>Cogli topoloji ve yapılandırma dosyaları ile oxDNA benzetim çalıştırın. Kullanımı aşağıdaki gibidir: '. / cogli1 -t < topoloji Dosya >< yapılandırma dosyası >'.</li>
		<li>Btuşuna basarak kutusunu gizlemek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. yapı sentezi
Not: Sentez yöntemi önceki iletişim kuralı15,18uyarlanmıştır.
<ol><li>Tasarlanmış DNA zımba bir oligonükleotid sağlayıcısından satın.</li>
	<li>Bu DNA zımba 100 mikron nükleaz ücretsiz su kullanarak için konsantrasyon ayarlayın.<ol>
<li>'Devlet ücretsiz' yapısı bir tüp oluşturan her DNA strand havuz ve konsantrasyon için her iplikçik 2 mikron için ayarlayın.</li>
		<li>Havuzu DNA kilit uzunluğu ve kilit sitelerin sayısı tarafından tüpler içine ayrılmaktadır ve konsantrasyon için her iplikçik 2 mikron için ayarlayın. 18, 9 ve 4 kilit siteleri kullanılır. Aynı konsantrasyonu, köprüleme bölgesine tamamlayıcı poli A iplikçikleri ekleyin.</li>
		<li>Tamamlayıcı DNA için ters havuzu iplikçikleri ayrılmaktadır boyla tüpler içine kilitle ve konsantrasyon için her iplikçik 2 mikron için ayarlamak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>MgCl2 çözüm 300 hazırlamak 70 μL nükleaz ücretsiz su ve 1 mikron MgCl2 çözüm 30 μL karıştırma tarafından nM. 5 Tris EDTA çözüm x 95 μL nükleaz ücretsiz su ve 100 x Tris EDTA çözüm 5 μL karıştırarak hazırlayın.</li>
	<li>Zımba DNA, MgCl2 çözüm 1.1 μL 2 μL, Tris EDTA çözüm, nükleaz ücretsiz su 7.6 μL ve konsantrasyonu 110 olduğu iskele DNA 7.3 μL 2 μL ekleyin nM 20 μL karışık stok yapmak. İskele DNA son konsantrasyonu 40'a ayarla nM, DNA zımbala 200 nM, MgCl2 ' ye 16 mM ve Tris EDTA çözüm 0.5 x.</li>
	<li>Hızla 4 ° c ° C. başına 40 dk hızında 60 ° c ile 60 ° C ° C ve serin başına 4 dk hızında 80 ° c termal cycler ve serin karışık hisse senedi çözümde ısı</li>
</ol>4. arıtma yapısı
Not: Tüm yapıları örnekleri analiz daha önce saf. Bu bölümde, önceki edebiyat19uyarlanmıştır PEG arıtma protokolü açıklar. Örnek ayrıca jel elektroforez tarafından önceki edebiyat15,18' açıklandığı gibi saf.
<ol><li>5 M NaCl ve 100 x Tris-EDTA hazırlayın.</li>
	<li>Yağış-tampon 8000, PEG 500 μL Tris EDTA x 100 ve 101 μL 5 M NaCl ve 249 μL nükleaz ücretsiz su 150 μL karıştırarak hazırlayın.</li>
	<li>Hedef-tampon Kısım 3.3 300 nM MgCl2 çözümden 5.5 μL, 5 x Tris EDTA çözümden Kısım 3.3 10 μL ve 84,5 μL nükleaz ücretsiz su karıştırılarak hazır olun.</li>
	<li>Bölüm 3 ve yağış-Bölüm 4.2 arabelleğinden 20 μL sentezlenmiş yapısının Mix 20 μL. Karışık hisse senedi 16000 x g 4 ° C'de te spin Süpernatant kaldırmak ve Pelet Bölüm 4.3 hedef arabelleğinden içinde çözülür.</li>
</ol>5. yeniden yapılanma 'Devlet kilitli' için bir 'devlet' akordeon raf
<ol><li>DNA kilitleri yapılandırma deneme için olmadan yapı sentez.</li>
	<li>DNA kilit dizilerini Bölüm 3 hazırlayın.</li>
	<li>İstenilen uzunlukta DNA kilit iplikçiklerinin 2 μL sentezlenmiş yapısı 20 μL ekleyin. DNA kilit dizilerini konsantrasyon yapısı beş kat daha yüksek.</li>
	<li>Örnek 0, 10, 25, 50 için kuluçkaya veya ne kadar hızlı yeniden yapılandırılması görmek için 100 dakika oluşur.<ol>
<li>100 dakika kuluçka için örnek 50 ° C'de 30 dakika boyunca kuluçkaya ve 25 ° C de 0,33 ° C/dakika'dan başlayarak bir oranda aşağı yavaş yavaş serin.</li>
		<li>50 dakika kuluçka için örnek 50 ° C'de 15 dakika boyunca kuluçkaya ve 25 ° C de 0,66 ° C/dakika'dan başlayarak bir oranda aşağı yavaş yavaş serin.</li>
		<li>25 dakika kuluçka için örnek 50 ° c için 7.5 dakika kuluçkaya ve 25 ° C de 1.32 ° C/dakika'dan başlayarak bir oranda aşağı yavaş yavaş serin.</li>
		<li>10 dakika kuluçka için örnek 50 ° c için 1 dakika kuluçkaya ve 25 ° C de 3.3 ° C/dakika'dan başlayarak bir oranda aşağı yavaş yavaş serin.</li>
		<li>DNA kilitleri dizilerini eklendikten sonra 0 dakika kuluçka için örnek 4 ° C sağ saklayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Şu takma adım sonra hızla örnek ile 4 ° C arasında istenmeyen denatürasyon önlemek için sakin.</li>
</ol>6. yeniden yapılanma bir 'devlet bir 'devlet için' kilitli' dan akordeon raf
<ol><li>DNA kilitleri yapılandırma deneme için istenilen uzunlukta yapısıyla sentez.</li>
	<li>Bölüm 3 ters tamamlayıcı iplikçikleri hazırlayın.</li>
	<li>İstenilen uzunlukta kilit ipliklerini için tamamlayıcı ters sentezlenmiş yapısı 20 μL iplikçiklerinin 2 μL ekleyin. DNA kilit dizilerini konsantrasyon yapısı beş kat daha yüksek.</li>
	<li>Örnek 0, 12, 60, 120 için kuluçkaya, ne kadar hızlı yeniden yapılandırılması görmek için 240 dakika oluşur.<ol>
<li>12, 60, 120, 240 dakika kuluçka, hızla örnek 40 ° c ısı ve yavaş yavaş her birine karşılık gelen kez aşağı 20 ° C serin. Şu ayırmayı adımdan sonra hızla örnek ile 4 ° C arasında istenmeyen denatürasyon önlemek için sakin.</li>
		<li>Geriye doğru tamamlayıcı iplikçikleri eklendikten sonra 0 dakika kuluçka için örnek 4 ° C sağ saklayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. TEM görüntüleme
Not: TEM görüntüleme Protokolü önceki edebiyat18,20uyarlanmıştır.
<ol><li>1.25 M NaOH çözüm 87,5 μL nükleaz ücretsiz su ve 10 M NaOH çözüm 12.5 μL karıştırarak hazırlayın.</li>
	<li>1.25 M NaOH çözüm 1 μL % 2 uranyl Format çözüm 50 μL için ekleyin.</li>
	<li>Girdap 3 dakika ve 2 dakika için maksimum hızda santrifüj için çözüm. Arıtılmış örnek 3 μL kızdırma taburcu TEM ızgara üzerinde 3 dakika boyunca mevduat ve hızlı bir şekilde filtre kağıdı ile yıkayın.</li>
	<li>Hazır uranyl Format çözüm 7 μL 30 saniyeliğine mevduat ve hızlı bir şekilde filtre kağıdı ile yıkayın.</li>
	<li>Uzunluk ve açı tarafından TEM görüntüsü akordeon yapısının ölçmek.</li>
</ol>8. perde Analizi
<ol><li>ATTO 550 ve Förster mesafe 6.5 olduğu sınav 647N boya kullanın nm. Zımba 58 ve elyaf 117 Tablo 1 ' deki fluorescently etiketli lifler ile değiştirin. O zaman fluorescently etiketli iplikçikleri yapısıyla Bölüm 3'te açıklanan yöntemi tarafından sentez.</li>
	<li>Arıtılmış örnek konsantrasyonu ölçmek.</li>
	<li>10 nM ve yük 50 μL 384 Mikroplaka için örneğine de normalleştirmek.</li>
	<li>Donör ve alıcısı boyalar 550 nm ve ölçü birimi ile örnek heyecanlandırmak floresans spektrum üzerinden 570 nm 800 nm bir yer ile.</li>
	<li>Sadece donör örnek floresans spektrumu aynı şekilde ölçün.</li>
	<li>Örneği 650'boyalar heyecanlandırmak nm ve floresan spektrum ve 670 ölçü nm 800 nm. Alıcısı konsantrasyonunu ölçmek için bu.</li>
	<li>Standart sapmalar sentezlenmiş ve ayrı ayrı saf üç örnekleri ile aynı deneyi tekrar ederek elde edilir.</li>
	<li>PERDE verimlilik oranı21aşağıda denklemi tarafından açıklandığı gibi bir yöntem ile hesaplayın. <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58364/58364eq1.jpg"> DA550: donör ve 550 nm uyarma, alıcısı ile örnek alıcısı tepe floresan yoğunluğu. D550: floresan yoğunluğu salt donör örneği 550 nm uyarma'alıcısı emisyon mesafeden. DA650: alıcısı tepe floresan yoğunluğu ile donör ve alıcısı 650 nm uyarma, örnek.</li>
</ol>

<ol><li>Andersen, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+a+nanoscale+DNA+box+with+a+controllable+lid%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid.</a> Nature. 459 (7243), 73-76 (2009).</li>
<li>Cha, T. -G., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26151085">Design principles of DNA enzyme based walkers: Translocation kinetics and photo-regulation.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (29), 9429-9437 (2015).</li>
<li>Gerling, T., Wagenbauer, K. F., Neuner, A. M., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+DNA+devices+and+assemblies+formed+by+shape-complementary%2C+non-base+pairing+3D+components%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamic DNA devices and assemblies formed by shape-complementary, non-base pairing 3D components.</a> Science. 347 (6229), 1446-1452 (2015).</li>
<li>Pinheiro, A. V., Han, D., Shih, W. M., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+opportunities+for+structural+DNA+nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology.</a> Nature nanotechnology. 6 (12), 763-772 (2011).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+speed+limit+of+toehold+exchange+with+a+cartwheeling+DNA+acrobat%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Exploring the speed limit of toehold exchange with a cartwheeling DNA acrobat.</a> Nature Nanotechnology. 1, (2018).</li>
<li>Krishnan, Y., Simmel, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleic+acid+based+molecular+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Nucleic acid based molecular devices.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (14), 3124-3156 (2011).</li>
<li>Liu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+DNA+tweezer-actuated+enzyme+nanoreactor%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+communications%22%5BJournal%5D)">A DNA tweezer-actuated enzyme nanoreactor.</a> Nature communications. 4, 2127(2013).</li>
<li>Douglas, S. M., Bachelet, I., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+logic-gated+nanorobot+for+targeted+transport+of+molecular+payloads%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads.</a> Science. 335 (6070), New York, N.Y. 831-834 (2012).</li>
<li>Kuzyk, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat4031">Reconfigurable 3D plasmonic metamolecules.</a> Nature Materials. 13 (9), 862-866 (2014).</li>
<li>Zhou, C., Duan, X., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+plasmonic+nanorod+that+walks+on+DNA+origami%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+communications%22%5BJournal%5D)">A plasmonic nanorod that walks on DNA origami.</a> Nature communications. 6, 8102(2015).</li>
<li>Choi, Y., Choi, H., Lee, A. C., Lee, H., Kwon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Reconfigurable+DNA+Accordion+Rack%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A Reconfigurable DNA Accordion Rack.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (11), 2811-2815 (2018).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+the+Mechanical+Properties+of+DNA+Origami+Tiles+and+Controlling+the+Kinetics+of+their+Folding+and+Unfolding+Reconfiguration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Understanding the Mechanical Properties of DNA Origami Tiles and Controlling the Kinetics of their Folding and Unfolding Reconfiguration.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (19), 6995-7005 (2014).</li>
<li>Han, D., Pal, S., Liu, Y., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+and+cutting+DNA+into+reconfigurable+topological+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Folding and cutting DNA into reconfigurable topological nanostructures.</a> Nature Nanotechnology. 5 (10), 712-717 (2010).</li>
<li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Research. 37 (15), 5001-5006 (2009).</li>
<li>Castro, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+primer+to+scaffolded+DNA+origami%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+methods%22%5BJournal%5D)">A primer to scaffolded DNA origami.</a> Nature methods. 8 (3), 221-229 (2011).</li>
<li>Ouldridge, T. E., Louis, A. A., Doye, J. P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+Nanotweezers+Studied+with+a+Coarse-Grained+Model+of+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">DNA Nanotweezers Studied with a Coarse-Grained Model of DNA.</a> Physical Review Letters. 104 (17), 178101(2010).</li>
<li>Snodin, B. E. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Simulation+of+the+Self-Assembly+of+a+Small+DNA+Origami%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Direct Simulation of the Self-Assembly of a Small DNA Origami.</a> ACS Nano. 10 (2), 1724-1737 (2016).</li>
<li>Amir, Y., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+and+Characterization+of+a+Bio-responsive+Robot+from+DNA+Origami%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami.</a> Journal of Visualized Experiments. (106), e51272(2015).</li>
<li>Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+and+Scalable+Preparation+of+Pure+and+Dense+DNA+Origami+Solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Facile and Scalable Preparation of Pure and Dense DNA Origami Solutions.</a> Angewandte Chemie International Edition. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li>
<li>Wei, B., Vhudzijena, M. K., Robaszewski, J., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+Complex+Two-dimensional+Shapes+from+Single-stranded+DNA+Tiles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles.</a> Journal of Visualized Experiments. (99), e52486(2015).</li>
<li>Clegg, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+resonance+energy+transfer+and+nucleic+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+enzymology%22%5BJournal%5D)">Fluorescence resonance energy transfer and nucleic acids.</a> Methods in enzymology. 211, 353-388 (1992).</li>
<li>Kopperger, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+self-assembled+nanoscale+robotic+arm+controlled+by+electric+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A self-assembled nanoscale robotic arm controlled by electric fields.</a> Science. 359 (6373), New York, N.Y. 296-301 (2018).</li>
<li>Lauback, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+magnetic+actuation+of+DNA+nanodevices+via+modular+integration+with+stiff+micro-levers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Real-time magnetic actuation of DNA nanodevices via modular integration with stiff micro-levers.</a> Nature Communications. 9 (1), 1446(2018).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa yoktur

Bu iletişim kuralı tüm süreç tasarımı, simülasyon, sentez ve analiz temel 2D DNA akordeon raf tanıtır. Standart DNA origamisi, tasarım kuralı farklıdır çünkü DNA akordeon raf kesişim esneklik14,15, ek nükleotit yok modifiye tasarım ve simülasyon kuralları tarif edilmistir. Bu, protokol DNA akordeon raflar kullanarak çeşitli araştırmalar hızlandırabilir bekliyoruz. Buna ek olarak, açıklanan protokolü de standart DNA origamisi yerine DNA nanostructure kullanarak diğer araştırma uygulanabilir.
Orijinal araştırma ödevi gösterdi temel 2D yapısı dışında yapıları için tasarım açıklanan protokol değişiklikleri ile yapılabilir. Kısacası, bir boks eldiveni baharında yapısı uzunluğu ve ışın numarası temel modelinden değiştirerek tasarlanmıştır. 3D nanotubular yapıları da her iki ucunda da bir 2D akordeon raf yapı bağlanarak oluşturulabilir. Ancak, 3D yapılar simülasyonu için kiriş ilk pozisyon 3B alanda olduğu kabul ve başlangıç durumu kiriş rüşvetçi gerekiyordu. Bu nedenle, daha fazla hesaplama dönüştürme gereklidir. Araştırma tasarım ve simülasyon çeşitli 2D ve 3D DNA akordeon raf yapıları gelecekte bilgisayar destekli program geliştirme tarafından yapılacaktır.
Hız ve çalıştırma tekrarlanabilirlik aynı zamanda dinamik DNA nanoteknoloji alanında önemli faktörler vardır. Harici elektrik yanıt son zamanlarda Dinamik DNA yapıları veya manyetik alan önerilen ve yüksek hız22,23ile işletilmektedir. DNA akordeon raf birden fazla DNA kirişler toplu çalıştırma etkin iken, çalıştırma DNA strand deplasman üzerinde dayalı olduğundan yeniden yapılandırılması hızı önemli ölçüde geliştirilmiş değil. Daha fazla uygulama için dış uyaranlara yanıt DNA kilit tasarım en iyi duruma getirme veya başka bir dış uyaranlara kullanarak geliştirmek.
Reconfigurable akordeon yapısı, ilaç molekülleri gibi çeşitli işlevsel malzemeler için bir uygulama çalışma olarak nano tanecikleri veya protein yapısına eklenebilir. Bunun için istenen konumda bulunan elyaf molekülleri bağlanabilir. Genel olarak, uygulama çalışmaları çeşitli bu protokolü ve modifikasyonları yapılabilir.

2D ve 3D karmaşık nano çekimde nanometre için ürettikleri çünkü DNA nanoyapıların veya DNA nanomachines1,2,3,4,5 temel mekanik sistemler benzersizdir Ångström çözünürlük, göre çeşitli biyomoleküler uyaranlara2,3,6. Bu yapılar üzerinde fonksiyonel malzemeleri ekleyerek ve konumlarını kontrol, bu yapıların çeşitli bölgelerine uygulanabilir. Örneğin, DNA nanomachines moleküler reaktör7, uyuşturucu teslim8ve nanoplasmonic sistemleri9,10için önerilmiştir.
Daha önce biz hangi öğeleri11 (Şekil 1A) 2D veya 3D nano ağ işleyebilirsiniz reconfigurable DNA akordeon rack, tanıttı. Sadece bir kaç elemanları kontrol diğer DNA nanomachines farklı olarak, platform topluca düzenli aralıklarla dizilmiş 2D veya 3D öğeleri çeşitli aşamalarında üzerinde değişiklik yapabilir. Biz bir programlanabilir biyolojik ve kimyasal reaksiyon ağ veya moleküler bilgi işlem sistemi sistemimiz kontrol edilebilir öğelerin sayısını artırarak inşa olabilir tahmin. DNA akordeon raf birden fazla DNA kirişler ağ tek iplikçikli DNA'sını (Şekil 1B) oluşan eklemlere bağlandığı bir yapıdır. DNA kiriş tarafından üretilen akordeon raf kirişler yapışkan parçası melezlemek ve kilitleri (kilitli durum) köprüleme parçası uzunluğuna göre kiriş arasındaki açıyı değiştirmek DNA kilitleri tarafından yapılandırılır. Buna ek olarak, çok adımlı yeniden yapılandırılması DNA kilitleri çıkıntı tabanlı strand deplasman12,13arası ayırma tarafından yeni kilitleri serbest devlet oluşumu sonra ekleyerek gösterilmiştir.
Bu protokol için biz tüm tasarım ve sentez reconfigurable DNA akordeon raf süreci açıklanmaktadır. Protokol tasarım, simülasyon, ıslak-laboratuvar deneyleri ve analiz 6 6 kafesler DNA akordeon raf ve bunlar yeniden yapılanma sentezi için içerir. Protokol kapsamında yapısı önceki araştırma11 temel model ve 65 nm tarafından 65 nm boyutunda 14 demeti oluşan. Tasarım ve simülasyon açısından akordeon raf yapısal tasarımı geleneksel DNA origami14,15 (sıkı paketlenmişyani ) farklıdır. Bu nedenle, tasarım kural ve Moleküler Simülasyon geleneksel yöntemleri değiştirilmiştir. Göstermek için biz caDNAno14 tarihinde yaklaşım ve akordeon raf oxDNA16,17 ile ek komut dosyalarını kullanma simülasyonu kullanarak tasarım tekniği göstermek. Son olarak, yapılandırılmış akordeon raf yapıları çözümlenmesi için her iki iletişim kurallarını-TEM ve perde açıklanmıştır.

<table><tbody><tr><td>M13mp18 Single-stranded DNA</td><td>NEB</td><td>N4040s</td><td></td></tr><tr><td>1M MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; Solution</td><td>Biosesang</td><td>M2001</td><td></td></tr><tr><td>Tris-EDTA buffer</td><td>Biosesang</td><td>T2142</td><td></td></tr><tr><td>Nuclease-Free Water</td><td>Qiagen</td><td>129114</td><td></td></tr><tr><td>5M Sodium Chloride solution</td><td>Biosesang</td><td>s2007</td><td></td></tr><tr><td>PEG 8000</td><td>Sigma Aldrich</td><td>1546605</td><td></td></tr><tr><td>10N NaOH</td><td>Biosesang</td><td>S2038</td><td></td></tr><tr><td>Uranyl formate</td><td>Thomas Science</td><td>C993L42</td><td></td></tr><tr><td>Thermal cycler C1000</td><td>Biorad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nanodropic 2000</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TEM (LIBRA 120)&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fluorometer Enspire 2300</td><td>Perkin-Elmer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Labogene</td><td>LZ-1580</td><td></td></tr></tbody></table>

design and synthesis of a reconfigurable dna accordion rack

DNA nanostructure tabanlı mekanik sistemler veya 2D ve 3D karmaşık nano çekimde nanometre ångström çözünürlük için üretmek, DNA nanomachines büyük bir potansiyel nanoteknoloji ilaç dağıtım moleküler reaktörler gibi çeşitli alanları göster, ve nanoplasmonic sistemleri. Hangi topluca elemanları, 2D veya 3D nano ağ içinde birden çok sahne DNA girişlerine yanıt işleyebilirsiniz, reconfigurable DNA akordeon rack, açıklanmıştır. Platform DNA nanomachines bir ağ ölçeği ile birden fazla yeniden yapılandırılması aşamaları için birkaç öğeleri denetleyebilirsiniz öğelerin sayısını artırmak için bir potansiyele sahiptir.
Bu protokol için deneysel işlemin tamamı 6 6 kafesleri reconfigurable DNA akordeon raf açıklar. Protokol yapıları ve ıslak-Laboratuvar deney sentezi ve yeniden yapılandırılması için tasarım kuralı ve simülasyon yordam içerir. Buna ek olarak, TEM (transmisyon elektron mikroskobu) ve perde (floresan rezonans enerji transferi) kullanarak yapı analizi iletişim kuralında dahildir. Bu protokol için yeni tasarım ve simülasyon Yöntemler araştırmacılar DNA akordeon raf daha fazla uygulamaları için kullanmak için yardımcı olacaktır.

Watch this Scientific Journal Video about Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack at JoVE.com

Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack

Biz tasarım, simülasyon, ıslak-laboratuvar deneyleri ve analiz için 6 6 kafesleri reconfigurable bir DNA akordeon raf için detaylı iletişim kuralı tanımlamak.

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 ...

design-and-synthesis-of-a-reconfigurable-dna-accordion-rack

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.0K Görüntüleme.  Seoul National University. Biz tasarım, simülasyon, ıslak-laboratuvar deneyleri ve analiz için 6 6 kafesleri reconfigurable bir DNA akordeon raf için detaylı iletişim kuralı tanımlamak.

Video: Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack

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

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both stimuli and cargo can be tailored according to specific needs. Here we describe the DNA nanorobot fabrication protocol, with the use of the DNA origami technique. The procedure initiates by mixing short single-strand DNA staples into a stock mixture which is then added to a long, circular, single-strand DNA scaffold in presence of a folding buffer. A standard thermo cycler is programmed to gradually lower the mixing reaction temperature to facilitate the staples-to-scaffold annealing, which is the guiding force behind the folding of the nanorobot. Once the 60 hr folding reaction is complete, excess staples are discarded using a centrifugal filter, followed by visualization via agarose-gel electrophoresis (AGE). Finally, successful fabrication of the nanorobot is verified by transmission electron microscopy (TEM), with the use of uranyl-formate as negative stain.

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 ...

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 ...

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

DNA Curtains Shed Light on Complex Molecular Systems During Homologous Recombination

Homologous recombination (HR) is important for the repair of double-stranded DNA breaks (DSBs) and stalled replication forks in all organisms. Defects in HR are closely associated with a loss of genome integrity and oncogenic transformation in human cells. HR involves coordinated actions of a complex set of proteins, many of which remain poorly understood. The key aspect of the research described here is a technology called "DNA curtains", a technique which allows for the assembly of aligned DNA molecules on the surface of a microfluidic sample chamber. They can then be visualized by total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM). DNA curtains was pioneered by our laboratory and allows for direct access to spatiotemporal information at millisecond time scales and nanometer scale resolution, which cannot be easily revealed through other methodologies. A major advantage of DNA curtains is that it simplifies the collection of statistically relevant data from single molecule experiments. This research continues to yield new insights into how cells regulate and preserve genome integrity.

<meta charset="utf8"></head><body>DNA Perdeleri Homolog Rekombinasyon Sırasında Karmaşık Moleküler Sistemlere Işık Tutuyor

DNA curtains present a novel method for visualizing hundreds or even thousands of DNA-binding proteins in real-time as they interact with DNA molecules aligned on the surface of a microfluidic sample chamber.

DNA Perdeleri Homolog Rekombinasyon Sırasında Karmaşık Moleküler Sistemlere Işık Tutuyor

Homologous recombination (HR) is important for the repair of double-stranded DNA breaks (DSBs) and stalled replication forks in all organisms. Defects in ...

Genetik

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

This article presents a detailed protocol for synthesis of small circular DNA molecules, annealing of circular DNA motifs, and construction of 1D and 2D DNA nanostructures. Over decades, the rapid development of DNA nanotechnology is attributed to the use of linear DNAs as the source materials. For example, the DAO (double crossover, antiparallel, odd half-turns) tile is well-known as a building block for construction of 2D DNA lattices; the core structure of DAO is made from two linear single-stranded (ss) oligonucleotides, like two ropes making a right hand granny&#160;knot. Herein, a new type of DNA tiles called cDAO (coupled DAO) are built using a small circular ss-DNA of c64nt or c84nt (circular 64 or 84 nucleotides) as the scaffold strand and several linear ss-DNAs as the staple strands. Perfect 1D and 2D nanostructures are assembled from cDAO tiles: infinite nanowires, nanospirals, nanotubes, nanoribbons; and finite nano-rectangles. Detailed protocols are described: 1) preparation by T4 ligase and purification by denaturing PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) of small circular oligonucleotides, 2) annealing of stable circular tiles, followed by native PAGE analysis, 3) assembling of infinite 1D nanowires, nanorings, nanospirals, infinite 2D lattices of nanotubes and nanoribbons, and finite 2D nano-rectangles, followed by AFM (Atomic Force Microscopy) imaging. The method is simple, robust, and affordable for most labs.

This article presents a detailed protocol for T4 ligation and denaturing PAGE purification of small circular DNA molecules, annealing and native PAGE analysis of circular tiles, assembling and AFM imaging of 1D and 2D DNA nanostructures, as well as agarose gel electrophoresis and centrifugation purification of finite DNA nanostructures.

İstikrarlı DNA motifleri, 1D ve 2D nanoyapıların küçük dairesel DNA molekülleri inşa

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

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; ...

Simple, Affordable, and Modular Patterning of Cells using DNA

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells of the same or different type, micropatterning techniques have proved useful. DNA Programmed Assembly of Cells (DPAC) is a micropatterning technique that targets the adhesion of cells to a substrate or other cells using DNA hybridization. The most basic operations in DPAC begin with decorating cell membranes with lipid-modified oligonucleotides, then flowing them over a substrate that has been patterned with complementary DNA sequences. Cells adhere selectively to the substrate only where they find a complementary DNA sequence. Non-adherent cells are washed away, revealing a pattern of adherent cells. Additional operations include further rounds of cell-substrate or cell-cell adhesion, as well as transferring the patterns formed by DPAC to an embedding hydrogel for long-term culture. Previously, methods for patterning oligonucleotides on surfaces and decorating cells with DNA sequences required specialized equipment and custom DNA synthesis, respectively. We report an updated version of the protocol, utilizing an inexpensive benchtop photolithography setup and commercially available cholesterol modified oligonucleotides (CMOs) deployed using a modular format. CMO-labeled cells adhere with high efficiency to DNA-patterned substrates. This approach can be used to pattern multiple cell types at once with high precision and to create arrays of microtissues embedded within an extracellular matrix. Advantages of this method include its high resolution, ability to embed cells into a three-dimensional microenvironment without disrupting the micropattern, and flexibility in patterning any cell type.

Here we present a protocol to micropattern cells at single-cell resolution using DNA-programmed adhesion. This protocol uses a benchtop photolithography platform to create patterns of DNA oligonucleotides on a glass slide and then labels cell membranes with commercially available complementary oligonucleotides. Hybridization of the oligos results in programmed cell adhesion.

DNA Kullanarak Hücrelerin Basit, Uygun Fiyatlı ve Modüler Deseni

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells ...

DNA-Tethered RNA Polymerase for Programmable In vitro Transcription and Molecular Computation

DNA nanotechnology enables programmable self-assembly of nucleic acids into user-prescribed shapes and dynamics for diverse applications. This work demonstrates that concepts from DNA nanotechnology can be used to program the enzymatic activity of the phage-derived T7 RNA polymerase (RNAP) and build scalable synthetic gene regulatory networks. First, an oligonucleotide-tethered T7 RNAP is engineered via expression of an N-terminally SNAP-tagged RNAP and subsequent chemical coupling of the SNAP-tag with a benzylguanine (BG)-modified oligonucleotide. Next, nucleic-acid strand displacement is used to program polymerase transcription on-demand. In addition, auxiliary nucleic acid assemblies can be used as &#34;artificial transcription factors&#34; to regulate the interactions between the DNA-programmed T7 RNAP with its DNA templates. This in vitro transcription regulatory mechanism can implement a variety of circuit behaviors such as digital logic, feedback, cascading, and multiplexing. The composability of this gene regulatory architecture facilitates design abstraction, standardization, and scaling. These features will enable the rapid prototyping of in vitro&#160;genetic devices for applications such as bio-sensing, disease detection, and data storage.

We describe the engineering of a novel DNA-tethered T7 RNA polymerase to regulate in vitro transcription reactions. We discuss the steps for protein synthesis and characterization, validate proof-of-concept transcriptional regulation, and discuss its applications in molecular computing, diagnostics, and molecular information processing.

Programlanabilir In vitro Transkripsiyon ve Moleküler Hesaplama için DNA-Bağlı RNA Polimeraz

DNA nanotechnology enables programmable self-assembly of nucleic acids into user-prescribed shapes and dynamics for diverse applications. This work ...

Tasarım ve Reconfigurable DNA akordeon raf sentezi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

Tek iplikli DNA Fayans Complex iki boyutlu şekiller Self-montaj

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot Tasarımı

DNA Perdeleri Homolog Rekombinasyon Sırasında Karmaşık Moleküler Sistemlere Işık Tutuyor

DNA Perdeleri Homolog Rekombinasyon Sırasında Karmaşık Moleküler Sistemlere Işık Tutuyor

İstikrarlı DNA motifleri, 1D ve 2D nanoyapıların küçük dairesel DNA molekülleri inşa

Algılama Uygulamaları için İnorganik Yapıların DNA Origami Aracılı Substrat Nanodesenleme

Robot sıvı işleme derleme modüler DNA cihazların otomatik

DNA Kullanarak Hücrelerin Basit, Uygun Fiyatlı ve Modüler Deseni

Programlanabilir In vitro Transkripsiyon ve Moleküler Hesaplama için DNA-Bağlı RNA Polimeraz