酶促连接(Enzymatic ligation)是 DNA 纳米技术中用于结构强化的一种流行方法。当用作选定组件的稳定性开关时,可以应用连接来诱导 DNA 纳米结构重新配置。
2022年7月26日,清华大学魏迪明及刘冬生共同通讯在Nucleic Acids Research(IF=19)在线发表题为“Reconfiguration of DNA nanostructures induced by enzymatic ligation treatment ”的研究论文,该研究探索了连接对完全由短合成链作为结构重构的基础的可寻址 DNA 纳米结构的增强作用。在具有可编程刻痕的结构上执行连接效率的仔细校准。
使用比较琼脂糖凝胶电泳的系统研究能够定量评估在许多独特结构上通过连接处理提高的存活率。扎实的连接性能为基于连接的结构重构奠定了基础。由于能够通过简单的一轮酶处理在永久和瞬时(ON 和 OFF)之间切换碱基配对状态,因此可以针对 DNA 纳米结构设计相应的连接诱导重构。
在过去的四十年里,DNA自组装的非凡力量在无数复杂的DNA纳米结构的构建中得到了展示。除了复杂性和多样性日益增加的静态结构外,由链位移驱动的动态结构也已成为计算和纳米力学中的有用工具。采用类似的设计原则,由复杂的 DNA 折纸单元组成的动态构造也已经被生产出来。此外,通过精心设计核酸-蛋白质工作界面,酶已被用于驱动合成 DNA 构建体的结构重构。酶促连接以磷酸二酯键密封切口是一种广泛采用的增强 DNA 纳米结构的方法,但在动态 DNA 构建体中很少出现。为了利用连接和未连接结构成分之间的稳定性差异,该研究在这项工作中证明了连接处理诱导的 DNA 纳米结构重构。这项工作的总体目标是利用连接处理的结构稳定性增强来实现 DNA 纳米结构的重新配置。该研究首先假设,对于某个可寻址的 DNA 纳米结构,大多数切口连接会实现显著的稳定性增强。次要假设是,具有要特异性连接的关键片段的子结构,将根据结构稳定性差异从原始完整结构重新配置,无论有无连接处理。基于酶连接处理的 DNA 纳米结构稳定性增强和重构(图源自Nucleic Acids Research )该研究探索了连接对完全由短合成链作为结构重构的基础的可寻址 DNA 纳米结构的增强作用。在具有可编程刻痕的结构上执行连接效率的仔细校准。使用比较琼脂糖凝胶电泳的系统研究能够定量评估在许多独特结构上通过连接处理提高的存活率。扎实的连接性能为基于连接的结构重构奠定了基础。由于能够通过简单的一轮酶处理在永久和瞬时(ON 和 OFF)之间切换碱基配对状态,因此可以针对 DNA 纳米结构设计相应的连接诱导重构。https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkac606/6649944
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