Controllable DNA hybridization by host-guest complexation-mediated ligand invasion.
Controllable DNA hybridization by host-guest complexation-mediated ligand invasion.
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DOI：
10.1038/s41467-022-33738-3
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发表时间：
2022-10-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
核酸杂交的动态调控是材料开发和生物调控中核酸的可切换纳米结构和可控功能的基础。在这项工作中，我们报告了一个配体入侵途径来调节DNA杂交的基础上主机-客人的相互作用。我们提出了一个识别柄的概念，作为配体结合位点，以破坏沃森-克里克碱基对，并诱导DNA双链体结构的直接解离。以葫芦[7]脲为入侵配体，其客体分子整合到核碱基中作为识别柄，成功实现了DNA双链体解离和回收的正交可逆操纵.此外，我们进一步应用这种配体控制的核酸杂交的方法在试管中的RNA切割DNAzyme和活细胞中的反义寡核苷酸的功能调节。这种配体入侵策略建立了一个通用的途径，通过超分子相互作用对核酸结构和功能进行动态控制。核酸双链体结构的直接解离而不加热或特异性结合蛋白是具有挑战性的。在这里，作者使用基于葫芦[7]脲的主客体系统来构建用于可控DNA杂交的配体侵入途径。
Dynamic regulation of nucleic acid hybridization is fundamental for switchable nanostructures and controllable functionalities of nucleic acids in both material developments and biological regulations. In this work, we report a ligand-invasion pathway to regulate DNA hybridization based on host–guest interactions. We propose a concept of recognition handle as the ligand binding site to disrupt Watson–Crick base pairs and induce the direct dissociation of DNA duplex structures. Taking cucurbit[7]uril as the invading ligand and its guest molecules that are integrated into the nucleobase as recognition handles, we successfully achieve orthogonal and reversible manipulation of DNA duplex dissociation and recovery. Moreover, we further apply this approach of ligand-controlled nucleic acid hybridization for functional regulations of both the RNA-cleaving DNAzyme in test tubes and the antisense oligonucleotide in living cells. This ligand-invasion strategy establishes a general pathway toward dynamic control of nucleic acid structures and functionalities by supramolecular interactions. Direct dissociation of nucleic acid duplex structures without heating or specific binding proteins is challenging. Here the authors use the cucurbit[7]uril-based host–guest system to construct a ligand-invasion pathway for controllable DNA hybridisation.
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