Amphiphilic DNA nanostructures for bottom-up synthetic biology.
Amphiphilic DNA nanostructures for bottom-up synthetic biology.
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DOI：
10.1039/d1cc04311k
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发表时间：
2021-11-30
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Di Michele L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rubio-Sánchez R;Fabrini G;Cicuta P;Di Michele L
DNA纳米技术使复杂的仿生纳米机器的构建成为可能，这对于自下而上创造复杂的细胞样实体的努力越来越重要。DNA纳米结构被认为是这些人造细胞的结构和功能元素，在许多情况下，DNA纳米结构被装饰以疏水部分，从而能够与合成脂质双分子层连接或调节大块自组织。在这篇专题文章中，我们回顾了最近在设计仿生膜锚定DNA纳米结构方面的努力，这些纳米结构能够赋予细胞样物体复杂的功能，如调节粘附、组织形成、通信和运输。然后，我们讨论了疏水修饰的能力，使基于dna的纳米结构框架具有规定的形态和功能的自组装，并探讨了这些新材料在人工细胞科学和其他领域的相关性。最后，我们评论了两亲性dna纳米技术作为自下而上合成生物学的完整工具箱的尚未表达的潜力-一个比喻和字面上的支架，下一代合成细胞可以在其上构建。在这里，我们回顾了我们最近的努力，以及那些其他人，在仿生DNA纳米结构的构建上，模仿生物结构和功能，并可以作为工程人工细胞系统的通用平台。
DNA nanotechnology enables the construction of sophisticated biomimetic nanomachines that are increasingly central to the growing efforts of creating complex cell-like entities from the bottom-up. DNA nanostructures have been proposed as both structural and functional elements of these artificial cells, and in many instances are decorated with hydrophobic moieties to enable interfacing with synthetic lipid bilayers or regulating bulk self-organisation. In this feature article we review recent efforts to design biomimetic membrane-anchored DNA nanostructures capable of imparting complex functionalities to cell-like objects, such as regulated adhesion, tissue formation, communication and transport. We then discuss the ability of hydrophobic modifications to enable the self-assembly of DNA-based nanostructured frameworks with prescribed morphology and functionality, and explore the relevance of these novel materials for artificial cell science and beyond. Finally, we comment on the yet mostly unexpressed potential of amphiphilic DNA-nanotechnology as a complete toolbox for bottom-up synthetic biology – a figurative and literal scaffold upon which the next generation of synthetic cells could be built. Here we review our recent efforts, and those of others, on the construction of biomimetic DNA nanostructures that imitate biological structures and functionalities, and could serve as a generalised platform for engineering artificial cellular systems.
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