Self-assembly of DNA parallel double-crossover motifs.
Self-assembly of DNA parallel double-crossover motifs.
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DOI：
10.1039/d3nr05119f
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发表时间：
2024-01-25
期刊：
影响因子：
6.7
通讯作者：
Zhang, Fei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lee, Jung Yeon;Yang, Qi;Chang, Xu;Jeziorek, Maciej;Perumal, Devanathan;Olivera, Tiffany R.;Etchegaray, Jean-Pierre;Zhang, Fei
DNA双交叉基序，包括平行和反平行交叉，是DNA纳米技术中创建各种纳米结构和动态器件的结构基础。平行交叉基序相对于广泛使用的反平行交叉设计具有独特的优势，但由于组装困难而没有得到实质性的发展。在这里，我们创建了29个设计的平行双交换基序不同的杂交途径，中心域的长度，和交叉位置，以研究其组装机制。在四种不同的设计中成功地形成了阵列，并且在七种设计中获得了大的管状结构，其具有预定义的通路和长度约为16个核苷酸的中心结构域。从平行交叉设计得到的纳米管比从反平行对应物设计得到的纳米管显示出改善的核酸酶抗性。总的来说，我们的研究提供了一个基础的DNA平行交叉系统的广义组装规则的发展，并开辟了新的机会，其潜在的应用在生物系统中。我们创建了29个平行的双交换DNA基序，它们在杂交途径、结构域长度和交换位置上各不相同，产生了不同的组装体。
DNA double-crossover motifs, including parallel and antiparallel crossovers, serve as the structural foundation for the creation of diverse nanostructures and dynamic devices in DNA nanotechnology. Parallel crossover motifs have unique advantages over the widely used antiparallel crossover design but have not developed as substantially due to the difficulties in assembly. Here we created 29 designs of parallel double-crossover motifs varying in hybridization pathways, central domain lengths, and crossover locations to investigate their assembly mechanism. Arrays were successfully formed in four distinct designs, and large tubular structures were obtained in seven designs with predefined pathways and central domains appoximately 16 nucleotides in length. The nanotubes obtained from parallel crossover design showed improved nuclease resistance than the ones from the antiparallel counterpart design. Overall, our study provides a basis for the development of generalized assembly rules of DNA parallel crossover systems and opens new opportunities for their potential use in biological systems. We created 29 parallel double-crossover DNA motifs varying in hybridization pathways, domain lengths, and crossover locations, producing diverse assemblies.
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