Directing curli polymerization with DNA origami nucleators
Directing curli polymerization with DNA origami nucleators
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用 DNA 折纸成核剂指导 Curli 聚合
DOI：
10.1038/s41467-019-09369-6
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发表时间：
2019-03
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhong Chao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mao Xiuhai;Li Ke;Liu Mengmeng;Wang Xinyu;Zhao Tianxin;An Bolin;Cui Mengkui;Li Yingfeng;Pu Jiahua;Li Jiang;Wang Lihua;Lu Timothy K.;Fan Chunhai;Zhong Chao
原纤维的生理或病理形成通常依赖于精细控制动力学和结构特征的分子尺度成核器。然而，关于蛋白质核子如何介导细胞中原纤维形成的机制理解仍然难以捉摸。在这里，我们开发了一种csgb修饰的DNA折纸（CB-origami）来模拟大肠杆菌生物膜中直接卷曲聚合的蛋白质核子。我们发现，CB-origami可以引导卷曲亚基CsgA单体形成低聚物，然后通过增加主要途径的增殖速率来加速原纤维的形成。原纤维要么从（出发模式）向外生长，要么向成核（到达模式）方向生长，这意味着CsgB有两种不同的作用：作为成核位点和作为捕获附近生长的纳米原纤维的陷阱位点。卷曲聚合遵循典型的走走停停动力学，但与独立的纤维生长相比，具有更高的瞬时伸长率。因此，这种折纸成核器为生物纳米技术提供了一个机械探测分子成核和控制定向纤维聚合的体外平台。
The physiological or pathological formation of fibrils often relies on molecular-scale nucleators that finely control the kinetics and structural features. However, mechanistic understanding of how protein nucleators mediate fibril formation in cells remains elusive. Here, we develop a CsgB-decorated DNA origami (CB-origami) to mimic protein nucleators inEscherichia colibiofilm that direct curli polymerization. We show that CB-origami directs curli subunit CsgA monomers to form oligomers and then accelerates fibril formation by increasing the proliferation rate of primary pathways. Fibrils grow either out from (departure mode) or towards the nucleators (arrival mode), implying two distinct roles of CsgB: as nucleation sites and as trap sites to capture growing nanofibrils in vicinity. Curli polymerization follows typical stop-and-go dynamics but exhibits a higher instantaneous elongation rate compared with independent fibril growth. This origami nucleator thus provides an in vitro platform for mechanistically probing molecular nucleation and controlling directional fibril polymerization for bionanotechnology.
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影响因子：
16.8
作者：
Kollman, Justin M.;Greenberg, Charles H.;Li, Sam;Moritz, Michelle;Zelter, Alex;Fong, Kimberly K.;Fernandez, Jose-Jesus;Sali, Andrej;Kilmartin, John;Davis, Trisha N.;Agard, David A.
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Agard, David A.
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通讯作者：
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Qiang W;Yau WM;Lu JX;Collinge J;Tycko R
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