种植种子 将脱氧核糖核酸纳米结构生长到微米级

(波士顿)-哈佛大学Wyss生物灵感工程研究所和DFCI Dana-Faber癌症研究所的纳米生物技术专家团队，由Wyss创立的核心学院成员William Shih博士领导，设计了一种可编程DNA自组装技术。这一策略解决了强成核控制的关键挑战，并为超灵敏诊断生物标志物检测和具有纳米尺寸特征的微米级结构的可扩展制造等应用铺平了道路。使用这种被称为“交叉聚合”的方法，研究人员可以通过严格依赖种子的成核作用，从细长的DNA单链(称为“板条”)中编织出纳米带。该研究发表于《自然通讯》。

DNA纳米结构具有高度的生物相容性和可编程性，因此在解决各种诊断、治疗和制造问题方面具有巨大的潜力。例如，为了用作有效的诊断设备，DNA纳米结构可能需要通过触发与可用于医疗点或临床实验室环境的低成本仪器兼容的扩增读数来对目标分子的存在做出特异性响应。

大多数DNA纳米结构是使用两种主要策略中的一种来组装的，每种策略都有其优点和局限性。“DNA折纸”是由一条长的单链支架链形成的，它被许多较短的短链稳定在二维或三维构型中。它们的组装严格依赖于脚手架链，导致坚固的全有或全无折叠。虽然它们可以在很宽的条件下以高纯度形成，但是它们的最大尺寸是有限的。另一方面，“脱氧核糖核酸构建模块”可以通过许多短的模块化链组装更大的结构。然而，它们的组装需要严格控制的环境条件，没有种子可以以错误的方式启动，并将产生很大一部分不完整的结构，需要移除。

“在过去的二十年里，DNA折纸术的引入是DNA纳米技术领域最具影响力的进展。我们在这项研究中开发的垂直和水平交联方法建立了Wyss分子机器人计划的共同领导者，该计划将可控的DNA自组装扩展到许多其他基金会，同时也是哈佛医学院和DFCI大学教授的Shih说。”我们预计，在要求极高灵敏度的诊断应用中，交联聚合将广泛实现具有可寻址纳米级特征、算法自组装和零背景信号放大的二维或三维微结构的全部或全部形成。"

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