BRIGE: Fluorescence Based Single Molecule Force Spectroscopy with DNA Nanotechnology
BRIGE:基于荧光的单分子力光谱与 DNA 纳米技术
基本信息
- 批准号:1228104
- 负责人:
- 金额:$ 17.46万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-08-15 至 2014-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Broadening Participation Research Initiation Grant in Engineering (BRIGE) provides funding for the development of a nanoscale device for fluorescence-based high throughput single molecule force spectroscopy. The device will be assembled using the recently developed nanotechnology DNA origami. DNA origami enables the construction of nanoscale objects with unprecedented geometric complexity via programmed molecular self-assembly. The device will comprise a stiff framework of bundles of double-stranded DNA, attachment points for two biomolecules, a flexible polymer force probe, and fluorescent molecules to act as a readout of the interaction between the two biomolecules of interest. The force probe will facilitate binding between the biomolecules, and subsequently apply a known force acting to rupture the interaction. The bond lifetime will be monitored using a fluorescence readout, which is amenable to high throughput data collection. Interaction lifetimes will be measured as a function of force to determine kinetic parameters that govern the molecular interaction. Initial proof-of-principle experiments will probe DNA and RNA base-pairing interactions. Ultimately, the device will be implemented to study protein-DNA, protein-RNA, and protein-protein systems.Single molecule force spectroscopy studies have provided critical insight into the interactions that stabilize biomolecular machinery and regulate the function of cells. However, the widespread application of force spectroscopy has been hindered by the need for cumbersome and expensive equipment and low throughput data acquisition. If successful, this research will enable economical and high-throughput force spectroscopy studies of biomolecular machinery. The ultimate goal is to develop a device that can be packaged and distributed for widespread application on basic laboratory fluorescence microscopes. This award will also support the establishment of a biomolecular machinery short course to be offered to high school age students at summer engineering camps and the development of a research seminar course aimed to recruit underrepresented engineering students to pursue graduate level research.
这个扩大参与工程研究启动补助金(BRIGE)为基于荧光的高通量单分子力光谱的纳米级设备的开发提供资金。 该装置将使用最近开发的纳米技术DNA折纸组装。 DNA“折纸”通过程序化的分子自组装,能够构建具有前所未有的几何复杂性的纳米级物体。 该装置将包括双链DNA束的刚性框架、两个生物分子的附着点、柔性聚合物力探针和荧光分子,以用作感兴趣的两个生物分子之间的相互作用的读出。 力探针将促进生物分子之间的结合,并随后施加已知的力以破坏相互作用。 将使用荧光读数监测粘合剂寿命,该荧光读数适合于高通量数据收集。 将测量相互作用寿命作为力的函数,以确定控制分子相互作用的动力学参数。 最初的原理验证实验将探测DNA和RNA碱基配对的相互作用。 最终,该装置将被用于研究蛋白质-DNA、蛋白质-RNA和蛋白质-蛋白质系统。单分子力谱研究为稳定生物分子机制和调节细胞功能的相互作用提供了重要的见解。 然而,力谱的广泛应用一直受到阻碍的笨重和昂贵的设备和低吞吐量的数据采集的需要。 如果成功,这项研究将实现对生物分子机械的经济且高通量的力谱研究。 最终目标是开发一种可以包装和分发的设备,用于基本实验室荧光显微镜的广泛应用。 该奖项还将支持建立一个生物分子机械短期课程,提供给高中年龄的学生在夏令营工程和研究研讨会课程的发展,旨在招募代表性不足的工程专业学生进行研究生水平的研究。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Carlos Castro其他文献
A Learning-Based Hybrid Framework for Dynamic Balancing of Exploration-Exploitation: Combining Regression Analysis and Metaheuristics
基于学习的探索-利用动态平衡混合框架:回归分析和元启发法相结合
- DOI:
10.3390/math9161976 - 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:
E. Vega;Ricardo Soto;Broderick Crawford;Javier Peña;Carlos Castro - 通讯作者:
Carlos Castro
NEC-Associated DNA Methylation Signatures in Colon are Evident in Stool Samples of Affected Individuals
受影响个体的粪便样本中明显存在结肠中 NEC 相关的 DNA 甲基化特征
- DOI:
- 发表时间:
2020 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
M. Good;Tianjiao Chu;Patricia A. Shaw;Lila S. Nolan;L. McClain;Austin Chamberlain;Carlos Castro;Qingqing Gong;Krista Cooksey;Laura A. Linneman;David N. Finegold;David G. Peters - 通讯作者:
David G. Peters
$3D+t$ Morphological Processing: Applications to Embryogenesis Image Analysis
$3D t$ 形态处理:胚胎发生图像分析的应用
- DOI:
- 发表时间:
2012 - 期刊:
- 影响因子:10.6
- 作者:
M. Luengo;D. Pastor;Carlos Castro;E. Faure;T. Savy;B. Lombardot;J. L. Rubio;L. Duloquin;M. Ledesma;P. Bourgine;N. Peyriéras;Andrés Santos - 通讯作者:
Andrés Santos
Caracterizando al enemigo: Infecciones oportunistas en el sistema nervioso central en pacientes con VIH, una serie de casos colombiana
敌人的特征:哥伦比亚神经系统中的机会感染,VIH 患者系列
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Carlos Castro;D. Maldonado;Paula Arboleda;M. Camargo;O. Chavarro;G. Díaz;A. Buitrago;Habib Georges Moutran - 通讯作者:
Habib Georges Moutran
Effects of physical binding ofo-nitroanisole with feed upon its systemic availability in male F344 rats
- DOI:
10.1007/bf01689467 - 发表时间:
1991-07-01 - 期刊:
- 影响因子:2.200
- 作者:
Jinhua Yuan;C. W. Jameson;Thomas J. Goehl;Bradley J. Collins;Glenda Corniffe;Gustav Kuhn;Carlos Castro - 通讯作者:
Carlos Castro
Carlos Castro的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Carlos Castro', 18)}}的其他基金
DMREF/Collaborative Research: Architecting DNA Nanodevices into Metamaterials, Transducing Materials, and Assembling Materials
DMREF/合作研究:将 DNA 纳米器件构建为超材料、转换材料和组装材料
- 批准号:
2323968 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: DNA Sensors for Rapid Detection of COVID-19 and other Viral Diseases with High Sensitivity
PFI-TT:用于高灵敏度快速检测 COVID-19 和其他病毒性疾病的 DNA 传感器
- 批准号:
2044601 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
DMREF/Collaborative Research: DNA-based Sensing, Communicating, and Phase-Separating Materials
DMREF/合作研究:基于 DNA 的传感、通信和相分离材料
- 批准号:
1921881 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
EFRI CEE: DNA origami tools to engineer chromatin structure and function in live cells
EFRI CEE:用于改造活细胞染色质结构和功能的 DNA 折纸工具
- 批准号:
1933344 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: A Molecular Force Sensor for Single Molecule Studies of Cellular Force Application
职业:用于细胞力应用的单分子研究的分子力传感器
- 批准号:
1351159 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
Design of DNA Origami Machines and Mechanisms
DNA折纸机和机构的设计
- 批准号:
1235060 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于碳量子点的外泌体膜蛋白荧光阵列的构建及肿瘤早检应用研究
- 批准号:JCZRLH202500809
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于FRET机制的增强型NIR-II荧光脂质体的设计及其生物应用
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于深度学习辅助的荧光微阵传感及精液质量快速评估方法研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于内源性大麻素系统-海马免疫微环境研究异泽兰黄素磁性荧光探针靶向检测和早期诊断阿尔兹海默病作用机制
- 批准号:JCZRLH202501003
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于多光谱荧光指纹成像的宫颈癌早期
快速无创筛查研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于无人机叶绿素荧光高光谱的水稻田间病害精准诊断与时空智能预测方法研究
- 批准号:MS25C130033
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MALDI质谱成像和原位荧光杂交技术的单细胞尺度下瘤内菌介导胰腺癌空间代谢异质性研究
- 批准号:QN25B050023
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于荧光-白光耦合图像的温室内草莓真菌性病害早期监测方法研究
- 批准号:QN25C130015
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于外膜的D-色氨酸靶向抑制荧光假单胞菌盐适应性的机制研究
- 批准号:Z25C200008
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于镧系MOFs荧光探针结合机器学习辅助识别水果中噻菌灵和乙烯利机理研究
- 批准号:JCZRYB202501256
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
Developing a fluorescence lifetime-based GTP biosensor for investigating cellular energy metabolism
开发基于荧光寿命的 GTP 生物传感器来研究细胞能量代谢
- 批准号:
24K17780 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Ultra-Precision Agriculture Using Fluorescence Based Label Free Technology for Green Fruit
利用基于荧光的无标签技术实现绿色水果的超精准农业
- 批准号:
22KF0179 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of a lacO/lacI based fluorescence reporter-operator system to study chromosome dynamics and double-strand break repair in mouse meiosis.
开发基于 lacO/lacI 的荧光报告操纵子系统,用于研究小鼠减数分裂中的染色体动力学和双链断裂修复。
- 批准号:
10674379 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Fluorescence lifetime-based tumor contrast enhancement using exogenous probes
使用外源探针进行基于荧光寿命的肿瘤对比度增强
- 批准号:
10775262 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Establishment of photodynamic diagnosis for apical periodontitis based on 5-ALA fluorescence live imaging
基于5-ALA荧光实时成像的根尖周炎光动力诊断方法的建立
- 批准号:
23K09188 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Fully automated fluorescence-based high-content multiplexing imaging device
全自动荧光高内涵多重成像装置
- 批准号:
513332576 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Major Research Instrumentation
Establishment of a new extraction method for phytochemicals using the wet stone-mill and non-destructive evaluation method for extract quality based on fluorescence excitation emission matrix
湿式石磨植物化学物质提取新方法的建立及基于荧光激发发射矩阵的提取物质量无损评价方法
- 批准号:
22KJ0403 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Fluorescence-based methods for microconnectivity analysis in neocortex
基于荧光的新皮质微连接分析方法
- 批准号:
10413555 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Photonics-based Fluorescence Imaging for Research, Diagnostics, and Pathology
用于研究、诊断和病理学的基于光子学的荧光成像
- 批准号:
10546493 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
Pyrenoimidazole-Based Fluorophores for Fluorescence Sensing and Luminescence Applications
用于荧光传感和发光应用的基于芘咪唑的荧光团
- 批准号:
575095-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 17.46万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards