Competing ligand assisted aptamers and DNAzymes for nanomaterials
用于纳米材料的竞争性配体辅助适体和脱氧核糖核酸酶
基本信息
- 批准号:RGPIN-2020-03875
- 负责人:
- 金额:$ 4.66万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2020
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2020-01-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Deoxyribonucleic acid (DNA) sequences that can bind to inorganic nanomaterials with high affinity and specificity are useful for biosensor development, biomineralization, and directed assembly of materials. However, strong nonspecific interactions make it difficult to obtain high quality DNA aptamers for surfaces. In addition, we are interested in exploring surfaces for supporting catalysis. The goal of the current proposal is to select DNA sequences (aptamers) that can selectively bind to inorganic surfaces and DNA-based enzymes (DNAzymes) using inorganic nanoparticles as cofactors for catalysis. Different from previous research, we will use ions and competing molecules to modulate the interaction strength so that nonspecific DNA adsorption is weakened to a degree comparable with the base pairing interactions between DNA. Under such conditions, we may obtain DNA sequences that can specifically recognize surface features. We will choose a few inorganic surfaces including iron oxide, graphene oxide and gold to perform aptamer selections using a large random DNA library. In addition, selection of DNAzymes will be performed in the presence of inorganic nanomaterials with the goal to use the surfaces as cofactors. The selected DNA aptamers and DNAzymes will be carefully characterized in terms of binding strength and catalytic efficiency. Their interactions with the target surfaces will be studied using various spectroscopic techniques, and their analytical and materials applications will be explored. This study will broaden our understanding of DNA/nano interfaces, generate specific DNA sequences for surface functionalization and recognition, and produce interesting biosensors and hybrid materials.
脱氧核糖核酸(DNA)序列可以与无机纳米材料结合,具有高亲和力和特异性,可用于生物传感器的开发,生物矿化和材料的定向组装。然而,强的非特异性相互作用使得获得高质量的表面DNA适体变得困难。此外,我们对探索支持催化的表面很感兴趣。当前建议的目标是选择DNA序列(适体),可以选择性地结合无机表面和DNA酶(DNAzymes),使用无机纳米颗粒作为催化的辅助因子。与以往的研究不同,我们将使用离子和竞争分子来调节相互作用强度,使非特异性DNA吸附减弱到与DNA之间的碱基配对相互作用相当的程度。在这种条件下,我们可以获得能够特异性识别表面特征的DNA序列。我们将选择一些无机表面,包括氧化铁、氧化石墨烯和金,使用大型随机DNA文库进行适配体选择。此外,DNAzymes的选择将在无机纳米材料存在的情况下进行,目的是使用表面作为辅因子。所选择的DNA适体和DNAzymes将在结合强度和催化效率方面进行仔细的表征。它们与目标表面的相互作用将使用各种光谱技术进行研究,并将探索它们的分析和材料应用。这项研究将拓宽我们对DNA/纳米界面的理解,产生用于表面功能化和识别的特定DNA序列,并产生有趣的生物传感器和混合材料。
项目成果
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