基因由自被彙編的脫氧核糖核酸 nanostructures 做的檢測平臺

亞利桑那州立大學 Biodesign 學院的科學家發展了世界的第一個基因檢測平臺做完全地由自被彙編的脫氧核糖核酸 nanostructures。

結果，出現於日記帳科學的 1月 11日問題，可能有基因籌碼技術的清楚的涵義，并且可能也改革基因表達在單細胞被分析的方式。

「我們從在生物的最著名的結構，脫氧核糖核酸開始，并且適用它作為納諾縮放比例建築材料」，在自由主義者和科學學院郝嚴、學院的中心和化學一位助理教授的成員唯一分子生物物理學和生化說。

嚴是叫作結構上的脫氧核糖核酸納米技術的這個快行域的一位研究員 - 裝配生活分子到與各種各樣的應用的各種各樣的 nanostructures 從人類健康到 nanoelectronics。

嚴導致一個學科 ASU 小組開發方式使用結構上的脫氧核糖核酸納米技術瞄準基因的化工通訊員，告訴 RNA。

包括的小組： 主要作者和化學和生化研究生 Yonggang Ke; 化學和生化嚴劉助理教授; 唯一分子生物物理學主任和物理教授斯圖爾特林賽中心; 并且 Yung 萇氏副教授在生命科學學校。

「這是其中一個強大的技術的第一個實際應用，那，直到現在，主要是研究演示主題」，林賽說。 「結構上的脫氧核糖核酸納米技術的域最近看到了從修建的扣人心弦的進展幾何，并且拓撲 nanostructures 通過瓦片 Ned Seeman，艾瑞克 Winfree 和同事最初展示的基於脫氧核糖核酸自集合」，嚴說。

做空間可尋址的脫氧核糖核酸 nanoarrays 最近突破來自在 scaffolded 脫氧核糖核酸 origami 的保羅 Rothemund 的工作，一個長，單一被中斷的病毒脫氧核糖核酸絞刑臺可以被摺疊，并且釘由很大數量短的綜合 「輔助工中斷」到 nanostructures 顯示複雜模式的方法。

「但是結構上的脫氧核糖核酸納米技術潛 在生物應用的被低估了，并且，如果我們查看脫氧核糖核酸自集合的進程，脫氧核糖核酸 nanostructures 兆在少量微升的解決方法可能同時形成的您非常重要地將驚奇，和，他們生物適合，并且溶於水」，嚴說。

脫氧核糖核酸籌碼和微陣列技術成為億萬美元行業，科學家使用它同時檢查千位基因變化的或找到提示向疾病。 然而，因為脫氧核糖核酸探測固定對微陣列籌碼的固定的表面，它是相對地查找的目標的緩慢的進程能搜索和探測。 並且，控制探測之間的距離與毫微米準確性是難。

「在此工作，我們開發了可能利用脫氧核糖核酸自彙編的進程並且有福利宏觀脫氧核糖核酸微芯片列陣沒有」的一溶於水 nanoarray 嚴說。 「列陣是試劑，而不是固定的表面籌碼」。

要做脫氧核糖核酸 origami 核糖核酸探測，嚴利用配對在脫氧核糖核酸化工字母表的基本的脫氧核糖核酸規律 (「A」可能只形成與 「仅 T」和 「G」對的一個像拉鏈的化學鍵與 「C ")。 通過控制化學製品基礎的確切的位置和地點在脫氧核糖核酸內一件綜合複製品的，嚴編程唯一被中斷的基因組脫氧核糖核酸， M13，到 nanotiles 包含特定基因表達目標的探測。

嚴是指自被彙編的脫氧核糖核酸 nanoarrays 作為核酸探測瓦片，看起來像 nanosized 郵票。 在單步， M13 絞刑臺系統可能攪動多達 100 兆有接近的 to100 百分比的瓦片產生。

除彼此外，嚴的小組設計三個不同脫氧核糖核酸探測瓦片檢測三個不同核糖核酸基因以及條形碼索引告訴瓦片。 「每探測可以由其自己的條形碼區分，因此我們在一個解決方法把他們混合在一起，并且我們為複合檢測使用了此」，嚴說。 這個組使用一臺強大的儀器，基本強制顯微學 (AFM)，給研究員對圖像瓦片在唯一分子級別。

在每個脫氧核糖核酸探測瓦片表面是可能束縛到核糖核酸目標利益脫氧核糖核酸的搖晃的被中斷的部分。 「每探測實際上包含二半探測，因此，當目標核糖核酸進來，它將雜交對半探測，并且啟用唯一被中斷的搖晃探查到一個僵硬的結構」，嚴說。 「當它被僵住，它將由基本強制顯微鏡懸臂感覺，并且您能看到一條明亮的線路，是高度增量。 這個結果是機械，標籤自由的檢測」。

技術能檢測核糖核酸的極少量。 「因為 DNA-RNA 雜交有這樣嚴格的親合力，原則上，一個唯一分子能雜交到探測瓦片」，嚴說。

雖然仍有解決的許多技術障礙，這個組被激發關於技術的潛在的應用。 「什麼我們的途徑提供是探測瓦片是一種溶於水試劑，因此範例數量可能可能地收縮下來到單細胞級別的數量。 我們的最終目標是檢測核糖核酸基因表達在這個單細胞級別」。

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