Rapid prototyping of arbitrary 2D and 3D wireframe DNA origami.
Rapid prototyping of arbitrary 2D and 3D wireframe DNA origami.
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DOI：
10.1093/nar/gkab762
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发表时间：
2021-10-11
影响因子：
14.9
通讯作者：
Bathe M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jun H;Wang X;Parsons MF;Bricker WP;John T;Li S;Jackson S;Chiu W;Bathe M
线框DNA折纸组件现在可以使用简单的线框目标几何或网格，在2D和3D中，使用刚性的六螺旋束（6HB）或更顺从的双螺旋束（DX）边缘，从自上而下自动编程。虽然这些组件由于其纳米级空间可寻址性和高度定制性而在纳米级材料制造中有许多应用，但目前还没有易于使用的图形用户界面软件来将这些算法方法部署在单个独立的界面中。此外，以前DAEDALUS支持的基于3D dx的对象的自顶向下序列设计仅限于离散的边缘长度和均匀的顶点角度，限制了可设计对象的范围。在这里，我们介绍了开源软件包ATHENA与图形用户界面，自动渲染单链DNA支架路由和短链序列的任何目标线框DNA折纸使用DX或6HB边，包括不规则的，不对称的基于x的多面体与可变的边长和顶点实验证明，这大大扩展了可能的3D DNA为基础的组件可以设计的集合。ATHENA还可以使用caDNAno对序列进行外部编辑，使用金纳米颗粒的不对称纳米级定位进行演示，并提供分子动力学的原子水平模型，氧化dna的粗粒度动力学和其他计算化学模拟方法。
Wireframe DNA origami assemblies can now be programmed automatically from the top-down using simple wireframe target geometries, or meshes, in 2D and 3D, using either rigid, six-helix bundle (6HB) or more compliant, two-helix bundle (DX) edges. While these assemblies have numerous applications in nanoscale materials fabrication due to their nanoscale spatial addressability and high degree of customization, no easy-to-use graphical user interface software yet exists to deploy these algorithmic approaches within a single, standalone interface. Further, top-down sequence design of 3D DX-based objects previously enabled by DAEDALUS was limited to discrete edge lengths and uniform vertex angles, limiting the scope of objects that can be designed. Here, we introduce the open-source software package ATHENA with a graphical user interface that automatically renders single-stranded DNA scaffold routing and staple strand sequences for any target wireframe DNA origami using DX or 6HB edges, including irregular, asymmetric DX-based polyhedra with variable edge lengths and vertices demonstrated experimentally, which significantly expands the set of possible 3D DNA-based assemblies that can be designed. ATHENA also enables external editing of sequences using caDNAno, demonstrated using asymmetric nanoscale positioning of gold nanoparticles, as well as providing atomic-level models for molecular dynamics, coarse-grained dynamics with oxDNA, and other computational chemistry simulation approaches.
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DOI：
10.1002/anie.201602446
发表时间：
2016-07-25
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Benson E;Mohammed A;Bosco A;Teixeira AI;Orponen P;Högberg B
通讯作者：
Högberg B
影响因子：
14.9
作者：
Maffeo C;Yoo J;Aksimentiev A
通讯作者：
Aksimentiev A
影响因子：
14.9
作者：
Douglas SM;Marblestone AH;Teerapittayanon S;Vazquez A;Church GM;Shih WM
通讯作者：
Shih WM
影响因子：
64.8
作者：
Benson, Erik;Mohammed, Abdulmelik;Hogberg, Bjorn
通讯作者：
Hogberg, Bjorn
影响因子：
64.8
作者：
Douglas, Shawn M.;Dietz, Hendrik;Liedl, Tim;Hoegberg, Bjoern;Graf, Franziska;Shih, William M.
通讯作者：
Shih, William M.