大尺寸手性DNA纳米管的自组装

被称为基因的DNA序列是生物体遗传、生长发育的基础；DNA具有四种不同的碱基，同时也有着十分严谨的配对方式。如果我们把碱基看作是“砖块”，配对方式看作是“水泥”，那么是不是就可以按照我们的想法就能够搭建出不同的结构呢？近日，西安交通大学的孙莎团队通过DNA纳米技术，实现了手性DNA纳米管的自组装。

自从20世纪80年代DNA纳米技术的概念提出以来，利用DNA模块、DNA折纸及环状DNA等多种方法都可实现DNA纳米管的自组装，但其尺寸均受到了严重限制，目前报道的DNA纳米管直径大多小于100 nm。制备大尺寸DNA纳米管一直是科学家们面临的重大挑战。因此，发展一种系统性、通用性的DNA纳米管构建策略尤为重要。由于DNA自身良好的生物相容性，使得DNA纳米管在药物运载、生物反应器等方面有着可观的应用前景。

聚焦于此问题，西安交通大学团队对于大尺寸DNA纳米管自组装进行了深入研究。研究发现通过对DNA结构重复单元的刚性和曲率进行调节，可以构建不同直径的纳米管，范围可从50 nm 调节至550 nm。实验结果表明，刚性大、曲率小的DNA结构重复单元有利于大直径纳米管的生成。同时DNA双链扭转密度的调节实现了纳米管手性的控制，为纳米材料构建手性支架平台奠定了良好的基础。

这一成果近期在Journal of the American Chemical Society 在线发表。孙莎博士作为文章的第一作者及通讯作者。

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Large Chiral Nanotubes Self-Assembled by DNA Bricks

Sha Sun, Yuxuan Yang, Dongmin Li, Jin Zhu

J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 19524-19528, DOI: 10.1021/jacs.9b08737