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Linker Engineering of Ligand-Decorated DNA Origami Nanostructures Affects Biological Activity
Small ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-08-07 , DOI: 10.1002/smll.202202704 Carmen M Domínguez 1 , Miguel García-Chamé 1 , Ulrike Müller 2 , Andreas Kraus 3 , Klavdiya Gordiyenko 1 , Ahmad Itani 1 , Heiko Haschke 3 , Peter Lanzerstorfer 2 , Kersten S Rabe 1 , Christof M Niemeyer 1
Small ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-08-07 , DOI: 10.1002/smll.202202704 Carmen M Domínguez 1 , Miguel García-Chamé 1 , Ulrike Müller 2 , Andreas Kraus 3 , Klavdiya Gordiyenko 1 , Ahmad Itani 1 , Heiko Haschke 3 , Peter Lanzerstorfer 2 , Kersten S Rabe 1 , Christof M Niemeyer 1
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News from an old acquaintance: The streptavidin (STV)-biotin binding system is frequently used for the decoration of DNA origami nanostructures (DON) to study biological systems. Here, a surprisingly high dynamic of the STV/DON interaction is reported, which is affected by the structure of the DNA linker system. Analysis of different mono- or bi-dentate linker architectures on DON with a novel high-speed atomic force microscope (HS-AFM) enabling acquisition times as short as 50 ms per frame gave detailed insights into the dynamics of the DON/STV interaction, revealing dwell times in the sub-100 millisecond range. The linker systems are also used to present biotinylated epidermal growth factor on DON to study the activation of the epidermal growth factor receptor signaling cascade in HeLa cells. The studies confirm that cellular activation correlated with the binding properties of linker-specific STV/DON interactions observed by HS-AFM. This work sheds more light on the commonly used STV/DON system and will help to further standardize the use of DNA nanostructures for the study of biological processes.
中文翻译:
配体修饰的 DNA 折纸纳米结构的接头工程影响生物活性
老熟人的消息:链霉亲和素(STV)-生物素结合系统经常用于DNA折纸纳米结构(DON)的装饰,以研究生物系统。在这里,报告了 STV/DON 相互作用的惊人高动态,这受 DNA 接头系统结构的影响。使用新型高速原子力显微镜 (HS-AFM) 分析 DON 上的不同单齿或双齿连接器结构,每帧的采集时间短至 50 ms,从而详细了解了 DON/STV 相互作用的动力学,揭示了低于 100 毫秒范围内的停留时间。连接器系统还用于在 DON 上呈现生物素化的表皮生长因子,以研究 HeLa 细胞中表皮生长因子受体信号级联的激活。研究证实,细胞活化与 HS-AFM 观察到的接头特异性 STV/DON 相互作用的结合特性相关。这项工作对常用的 STV/DON 系统有更多的了解,并将有助于进一步规范 DNA 纳米结构在生物过程研究中的使用。
更新日期:2022-08-07
中文翻译:
配体修饰的 DNA 折纸纳米结构的接头工程影响生物活性
老熟人的消息:链霉亲和素(STV)-生物素结合系统经常用于DNA折纸纳米结构(DON)的装饰,以研究生物系统。在这里,报告了 STV/DON 相互作用的惊人高动态,这受 DNA 接头系统结构的影响。使用新型高速原子力显微镜 (HS-AFM) 分析 DON 上的不同单齿或双齿连接器结构,每帧的采集时间短至 50 ms,从而详细了解了 DON/STV 相互作用的动力学,揭示了低于 100 毫秒范围内的停留时间。连接器系统还用于在 DON 上呈现生物素化的表皮生长因子,以研究 HeLa 细胞中表皮生长因子受体信号级联的激活。研究证实,细胞活化与 HS-AFM 观察到的接头特异性 STV/DON 相互作用的结合特性相关。这项工作对常用的 STV/DON 系统有更多的了解,并将有助于进一步规范 DNA 纳米结构在生物过程研究中的使用。