偷你的染色體去做捕鼠夾

投稿作者：wild-type Biomod Hust China

能發生構象變化的DNA納米機器為分子尺度機器人學奠定了基礎，在納米製造、藥物輸送和控制酶反應等應用方面前景十分廣闊。但控制機器的手段多為鏈替換或分子雜交，所以反應時間長。來自俄亥俄州立大學，加州大學聖迭戈分校和杜克大學的研究人員們近期在國際TOP期刊ACS Nano上發表了一篇《利用陽離子改變親合力來控制高速變構的DNA納米機器》。其設計的納米機器神似捕鼠夾，而且反應速度可以達到毫秒級。

DNA，知名度相當高的遺傳物質，正在越來越多地被納米科學家所利用。DNA是由一個一個脫氧核苷酸單體連接組成。因此單條DNA鏈就如同穿珠子，可由你來設計其排列順序，完全是可編碼的。而鹼基是其單體的重要組成部分，具有精確的互補配對，可實現單體間的連接。利用該性質，同一DNA鏈可形成確定的二級結構；不同DNA鏈，可通過設計，組成特定的形狀。利用canano軟體設計的DNA短鏈與M13環狀單鏈DNA經過pcr連接以形成多種納米結構，則就是2006年由加州理工的高級研究員Paul發現的，近年來不斷發展的DNA摺紙術。

本文則是利用DNA摺紙術構造了捕鼠夾，在DNA板上連接了互補的DNA短鏈。

藍色鏈和綠色鏈是互補鏈，但在低離子濃度下，雜交的自由能低，當提高離子濃度，藍色鏈和綠色鏈會迅速雜交形成DNA雙鏈，造成捕鼠夾關閉。文章利用單分子熒光共振能量轉移技術觀測其閉合和打開狀態，並驗證了其反應發生在毫秒級。

參考文獻：Cation-Activated Avidity for Rapid econfiguration of DNA Nanodevices. ACS Nano, Article ASAP DOI: 10.1021/acsnano.8b04817

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