科学家们用DNA制造了人造纳米孔

时间:2020-04-04 17:22 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

科学家们用DNA制造了人造纳米孔

由奥胡斯大学iNANO/分子生物学和遗传学系以及哥本哈根大学化学系的研究人员领导的一项科学合作,已经构建了一个合成的DNA纳米孔,该纳米孔能够选择性地将蛋白大小的大分子通过脂质双层膜转移。

2015年,牛津纳米孔技术公司推出了第一个商业化的纳米孔DNA测序设备。基于合成工程跨膜蛋白,纳米孔测序允许长DNA链通过孔的中心腔,其中离子电流的变化作为DNA中单个碱基的传感器。这项技术是DNA测序的一个重要里程碑,这一成就是在几十年的研究之后才得以实现的。

从那以后,研究人员试图扩展这一原理,建立更大的孔洞来容纳蛋白质用于传感,但一个主要的挑战是对人工蛋白质设计的有限理解。作为一种替代方法,一种基于人工将DNA折叠成复杂结构的新技术——所谓的3d折纸技术——已经出现。与蛋白质相比,DNA折纸已经被证明有一个前所未有的设计空间来构建纳米结构,模拟和扩展自然发生的复合物。

科学家们用DNA制造了人造纳米孔

在《自然通讯》上发表的一篇新文章中,研究人员报告了一个由DNA合成的大纳米孔的诞生。这种纳米孔结构能够在由脂质双分子层分隔的隔间之间转移蛋白大小的大分子。此外,一个功能性的门控系统被引入孔内,使生物传感的溶液中很少的分子。

借助强大的光学显微镜,研究人员可以跟踪分子在单个纳米孔中的流动。通过在孔隙中引入可控制的塞子,进一步有可能通过尺寸选择性控制蛋白大小的分子的流动,并演示无标签的、实时的、生物传感的触发分子。

最后,孔配备了一套可控的皮瓣,允许有针对性地插入膜显示特定的信号分子。在未来,这种机制将有可能使传感器专门插入病变细胞,并可能允许在单细胞水平上进行诊断。

参考:拉斯穆斯·汤姆森、梅特·加尔斯加德·马勒、安德斯·豪格·奥克霍尔姆、斯瓦蒂·克里希南、斯·奥拉什特、Ren S.-R的"大型木材DNA纳米孔",具有传感应用。波尔,拉斯穆斯·施·奥拉什;勒·斯·奥拉什;伦森,奥利弗·里斯,斯特凡·沃格尔,弗里德里希·西梅尔,尼科斯·哈扎基斯和J·奥拉什;RgenKjems,2019年12月11日,《自然通讯》。

DOI: 10.1038/s41467-019-13284-1

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