基因由自被汇编的脱氧核糖核酸 nanostructures 做的检测平台

亚利桑那州立大学 Biodesign 学院的科学家发展了世界的第一个基因检测平台做完全地由自被汇编的脱氧核糖核酸 nanostructures。

结果，出现于日记帐科学的 1月 11日问题，可能有基因筹码技术的清楚的涵义，并且可能也改革基因表达在单细胞被分析的方式。

“我们从在生物的最著名的结构，脱氧核糖核酸开始，并且适用它作为纳诺缩放比例建筑材料”，在自由主义者和科学学院郝严、学院的中心和化学一位助理教授的成员唯一分子生物物理学和生化说。

严是叫作结构上的脱氧核糖核酸纳米技术的这个快行域的一位研究员 - 装配生活分子到与各种各样的应用的各种各样的 nanostructures 从人类健康到 nanoelectronics。

严导致一个学科 ASU 小组开发方式使用结构上的脱氧核糖核酸纳米技术瞄准基因的化工通讯员，告诉 RNA。

包括的小组： 主要作者和化学和生化研究生 Yonggang Ke; 化学和生化严刘助理教授; 唯一分子生物物理学主任和物理教授斯图尔特林赛中心; 并且 Yung 苌氏副教授在生命科学学校。

“这是其中一个强大的技术的第一个实际应用，那，直到现在，主要是研究演示主题”，林赛说。 “结构上的脱氧核糖核酸纳米技术的域最近看到了从修建的扣人心弦的进展几何，并且拓扑 nanostructures 通过瓦片 Ned Seeman，艾瑞克 Winfree 和同事最初展示的基于脱氧核糖核酸自集合”，严说。

做空间可寻址的脱氧核糖核酸 nanoarrays 最近突破来自在 scaffolded 脱氧核糖核酸 origami 的保罗 Rothemund 的工作，一个长，单一被中断的病毒脱氧核糖核酸绞刑台可以被折叠，并且钉由很大数量短的综合 “辅助工中断”到 nanostructures 显示复杂模式的方法。

“但是结构上的脱氧核糖核酸纳米技术潜 在生物应用的被低估了，并且，如果我们查看脱氧核糖核酸自集合的进程，脱氧核糖核酸 nanostructures 兆在少量微升的解决方法可能同时形成的您非常重要地将惊奇，和，他们生物适合，并且溶于水”，严说。

脱氧核糖核酸筹码和微阵列技术成为亿万美元行业，科学家使用它同时检查千位基因变化的或找到提示向疾病。 然而，因为脱氧核糖核酸探测固定对微阵列筹码的固定的表面，它是相对地查找的目标的缓慢的进程能搜索和探测。 并且，控制探测之间的距离与毫微米准确性是难。

“在此工作，我们开发了可能利用脱氧核糖核酸自汇编的进程并且有福利宏观脱氧核糖核酸微芯片列阵没有”的一溶于水 nanoarray 严说。 “列阵是试剂，而不是固定的表面筹码”。

要做脱氧核糖核酸 origami 核糖核酸探测，严利用配对在脱氧核糖核酸化工字母表的基本的脱氧核糖核酸规律 (“A”可能只形成与 “仅 T”和 “G”对的一个象拉链的化学键与 “C ")。 通过控制化学制品基础的确切的位置和地点在脱氧核糖核酸内一件综合复制品的，严编程唯一被中断的基因组脱氧核糖核酸， M13，到 nanotiles 包含特定基因表达目标的探测。

严是指自被汇编的脱氧核糖核酸 nanoarrays 作为核酸探测瓦片，看起来象 nanosized 邮票。 在单步， M13 绞刑台系统可能搅动多达 100 兆有接近的 to100 百分比的瓦片产生。

除彼此外，严的小组设计三个不同脱氧核糖核酸探测瓦片检测三个不同核糖核酸基因以及条形码索引告诉瓦片。 “每探测可以由其自己的条形码区分，因此我们在一个解决方法把他们混合在一起，并且我们为复合检测使用了此”，严说。 这个组使用一台强大的仪器，基本强制显微学 (AFM)，给研究员对图象瓦片在唯一分子级别。

在每个脱氧核糖核酸探测瓦片表面是可能束缚到核糖核酸目标利益脱氧核糖核酸的摇晃的被中断的部分。 “每探测实际上包含二半探测，因此，当目标核糖核酸进来，它将杂交对半探测，并且启用唯一被中断的摇晃探查到一个僵硬的结构”，严说。 “当它被僵住，它将由基本强制显微镜悬臂感觉，并且您能看到一条明亮的线路，是高度增量。 这个结果是机械，标签自由的检测”。

技术能检测核糖核酸的极少量。 “因为 DNA-RNA 杂交有这样严格的亲合力，原则上，一个唯一分子能杂交到探测瓦片”，严说。

虽然仍有解决的许多技术障碍，这个组被激发关于技术的潜在的应用。 “什么我们的途径提供是探测瓦片是一种溶于水试剂，因此范例数量可能可能地收缩下来到单细胞级别的数量。 我们的最终目标是检测核糖核酸基因表达在这个单细胞级别”。

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