Forskare på den Arizona Delstatsuniversitet det Biodesign Institutet har framkallat världens den första plattformen för genupptäckt som göras upp helt från själv-församlade DNA-nanostructures.
Resultaten som visas i Januari 11, utfärdar av föra journal överVetenskapen, kunde ha breda implikationer för gen att gå i flisor teknologi och kan också revolutionera långt in som genuttryckt analyseras i en singelcell.
”Är Vi startas med det mest välkänd strukturerar i biologi, DNA, och applicera den, som ett materiellt nano-fjäll byggande,”, sade Hao Yan, Centrerar en medlem av institutet för SingelMolekylBiophysics och en assistentprofessor av kemi och biochemistry i Högskolan av Liberal person och Vetenskaper.
Yan är en forskare i fasta-flyttningen sätter in bekant som strukturell DNA-nanotechnology - som monterar molekylen av liv in i en variation av nanostructures med ett brett spänner av applikationer från människan som är vård- till nanoelectronicsen.
Yan ledde ett tvärvetenskapligt ASU-lag för att framkalla a långt för att använda strukturell DNA-nanotechnology för att uppsätta som mål de kemiska budbärarna av gener som kallades RNA.
Det inklusive laget: leda författare och kemi- och biochemistrydoktoranden Yonggang Ke; assistentprofessor av kemi och biochemistry Yan Liu; Centrera för direktören och fysikprofessorn Stuart Lindsay för SingelMolekylBiophysics; och förbunden professor i Skola av Vetenskaperna om olika organismers beskaffenhet, Yung Chang.
”Är Detta en av de första praktiskapplikationerna av en kraftig teknologi, det, har kassalådan nu, främst varit betvinga av forskningdemonstrationer,”, sade Lindsay. ”Har sätta in av strukturell DNA-nanotechnology för en tid sedan sett mycket spännande framsteg från geometrisk konstruering, och topologiska nanostructures igenom att belägga med tegel den baserade DNA-själv-enheten som visas initialt av Ned Seeman, Erik Winfree och kollegor,”, sade Yan.
Ett nytt genombrott av adresserbara DNA-nanoarrays för danande rumsligt kom från Paul Rothemunds arbete på scaffolded DNA-origami, en metod som en lång singel-strandad virus- DNA-scaffold kan vikas i, och häftat av ett stort nummer av kort syntetmaterial ”hjälpreda strandar” in i nanostructures, som visar komplex mönstrar.
”Bara det potentiellt av strukturell DNA-nanotechnology i biologiska applikationer har underskattats, och, om vi ser det processaa av DNA-själv-enheten, ska du förbluffas, som triljoner av DNA-nanostructures kan bilda samtidigt i en lösning av få microliters, och mycket huvudsakligen, är bevattnar de biocompatible och - lösligt,”, sade Yan.
DNA gå i flisor, och microarrayteknologi har blivit enmiljard dollarbransch, som forskare använder den för att undersöka tusentals gener samtidigt för mutationar eller avtäckningsledtrådar till sjukdomen. Emellertid därför att DNA-sonder klämmas fast till heltäckandea, ytbehandla av microarrayen gå i flisor, är den förhållandevis långsamt processaa för uppsätta som mål för att söka och finna sonderna. Också är det hårt att kontrollera distanserar mellan sonderna med nanometerexakthet.
”I detta arbete, framkallade vi en bevattna - lösligt nanoarray, som kan ta fördel av DNA-själv-att montera som är processaa, och att ha gynnar också att de macroscopic DNA-microchipsamlingarna inte har,”, sade Yan. ”Är samlingarna sig själv reagents, i stället för heltäckande ytbehandlar gå i flisor.”,
Att göra sonderna för DNA-origamiRNA har Yan tagit fördel av grundläggande para för DNA härskar i det kemiska alfabetet för DNA (”A” kan endast bilda zipper-något liknande en kemisk förbindelse med ”T”, och ”parar G” endast med ”C”). Genom att kontrollera avkräva, placera, och läge av de kemiska baserna inom en syntetmaterialkopia av DNA, Yan programmerade singeln strandad genomic DNA, M13, in i nanotiles för att innehålla sonderna för specifikt genuttryck uppsätta som mål.