研究人员探索高亲和力 DNA 与碳纳米管之间的相互作用

单壁碳纳米管 (SWCNT) 因其优异的物理和化学特性而成为生物技术和纳米电子应用的有希望的候选材料。尽管它们具有潜力，但不溶性和毒性等挑战阻碍了它们的广泛应用。先前的研究已经研究了各种策略来功能化和修改 SWCNT 的表面以克服这些挑战。

在一项新研究中，釜山国立大学生物医学融合工程学院助理教授 Sanghwa Jeong 教授领导的研究人员试图填补这一空白。这项研究超越了传统技术，采用高通量筛选方法来阐明 DNA 序列与其与碳纳米管结合亲和力之间的关系。它专注于通过先进的序列设计和分子动力学模拟来优化这些构建体的结合亲和力和稳定性。

这项研究发表在《先进科学》杂志上。

在讨论他们的研究背景时，Jeong 博士解释说：“研究人员一直在探索各种策略来设计 SWCNT 表面，以克服由于不溶性和潜在毒性而导致的应用受限的挑战。一种有前途的方法是使用单链 DNA (ssDNA) 作为 SWCNT 的包裹表面活性剂。”

研究人员采用了严格的方法来确保对单链 DNA (ssDNA)-SWCNT 复合物进行精确表征和优化。首先，对多样化的随机 30 核苷酸 (nt) ssDNA 文库进行反复筛选，以识别高亲和力序列。

计算建模，特别是分子动力学模拟，为 SWCNT 构造的结构动力学提供了见解。此外，研究人员使用了几种机器学习模型来了解影响结合亲和力的序列模式。他们成功地创建了一个可免费访问的在线服务，可以预测 ssDNA 序列与 SWCNT 的结合亲和力。这些综合方法不仅验证了实验结果，还指导了高性能 ssDNA-SWCNT 构造的设计。

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