Science：生产3D纳米DNA颗粒的新方法

Science上5月26日在线发表的一篇文章报道了科学家开发出一种能利用DNA链常规构建3D纳米颗粒的新办法，这可以运用在疫苗、基因改造工具和记忆存储中。

自主设计的DNA origami新方法

研究者可以利用DNA链来构建几乎各种形式和类型的纳米结构。然而这些粒子是通过一个很费力的过程，由手工设计。这个有限制性的方法被称为DNA origami，该方法由于需要对任何给予的靶结构进行特殊的Watson-Crick碱基配对的正向设计而受到限制，所以只有很少一部分专家在这个主题下研究。

由于不喜欢传统的DNA origami，其主要构建过程是通过手工。MIT的教授Mark Bathe领导了一项研究，由一个简单的、对最终形态的粒子进行三维几何图示开始，来决定如何装配DNA。

这是一个通用的，自上而下的策略，可以自主地基于目标形态设计几乎任意的DNA架构。对象表现为一个封闭的表面来呈现并行DNA双链的多面体网络，这能让完整的DNA支架结构按树生成的算法排列。

不对称的聚合酶链式反应可应用于生产稳定的、单分散性的组件。支架和序列的长度是自定义的，并且在3D上使用单颗粒低温电子显微镜验证了其高逼真度。这些DNA纳米颗粒在血清和在低盐缓冲液中的长期稳定性证实其生物作用的有效性以及非生物的用途。

可以用来开发不同的纳米颗粒

这种方法也可以用来开发更为广泛用途的不同纳米颗粒，包括用于疫苗的支架，基因修饰工具的载体和记忆储存档案。

Bathe提到：“我们希望这个方法的自动化扩大了其他非专业研究员在这个高度有效的分子设计范式使用中的参与。”

这个方法代表的内容是非常简洁、稳定地定义了其基底。然后它打破基底进入多边形的序列。随后它将一个延伸的单链DNA作为支架，通过所有的构建部分进行集合。

这个方法将支架编排在一个快速和环境友好的一步中，它可以应用于任何形式的3D对象。Bathe说：“这一步是这个强大方法的一部分，它不需要任何指导或人机界面，它能保证任何三维物体都工作得非常有效。”

这个方法命名为DAEDALUS (DNA Origami Sequence Design Algorithm for Consumer，为顾客提供的DNA折纸序列设计方法)，像希腊工匠和艺术家构建的迷宫那样构建origami的支架建设，也可以用于构建任何类型的三维结构。

原始出处

Rémi Veneziano,1,*, Sakul Ratanalert,1,2,*, Kaiming Zhang,3,*, Fei Zhang,4,5, Hao Yan,4,5, Wah Chiu,3, Bathe1.Designer nanoscale DNA assemblies programmed from the top down.Science.2016