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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。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

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


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