Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Схема синтеза и очистки одноцепочечных ДНК.

Рисунок 2. Фигуры, сложенные из ДНК. Левый столбец: схема укладки ДНК-основы. Центральный и правый столбцы: изображения АСМ получившихся фигур. Шкала 200 нм.

Рисунок 3. Красота – страшная сила!

ДНК-оригами: как собрать разветвленные фигуры сложной формы

Ключевые слова:  ДНК-оригами, ПЦР

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

29 ноября 2009

Дезоксирибоуклеиновая кислота (ДНК) – это не только носитель генетической информации, но и неисчерпаемый источник вдохновения для создания самых причудливых и тонких структур. Нанометр уже писал про ДНК-оригами. Этот метод позволяет создавать самые разные двумерные и даже трёхмерные фигуры, соединяя одну длинную одноцепочечную молекулу ДНК более короткими ДНК-скрепками. В качестве основы часто используют одноцепочечную ДНК фага М13. ДНК-скрепки подбирают при помощи специально разработанных программ, а затем синтезируют химическим путём. Умение собирать усложнённые наноразмерные структуры может пригодиться для создания миниатюрных электрических схем, да и мало ли для чего ещё.

Исследователи из Brigham Young University, США, предлагают использовать для синтеза ДНК-основы и ДНК-скрепок полимеразную цепную реакцию (ПЦР). Дело в том, что использование целой вирусной ДНК в качестве основы накладывает ограничения на длину: она должна быть в точности равна длине вирусного генома, не больше и не меньше. С другой стороны, в ходе ПЦР можно синтезировать фрагменты практически любой длины, от менее ста пар нуклеотидов до более 10000 пар, с минимальными затратами, потрясающей точностью и огромной продуктивностью. Однако в результате ПЦР получается двуцепочечная ДНК, тогда как для ДНК-оригами требуется одноцепочечная.

Учёные предложили способ, позволяющий выделить одну из двух цепей ДНК, образовавшихся в ходе полимеразной цепной реакции. Для этого необходимо модифицировать один из праймеров, пришив к нему биотин. Тогда получившиеся в ходе ПЦР двуцепочечные фрагменты ДНК будут иметь биотин на 5'-конце одной из цепей. Эти двуцепочечные фрагменты связываются с магнитными шариками, покрытыми стрептавидином. Теперь можно разрушить связи между двумя цепями, и тогда в растворе окажется нужный одноцепочечный фрагмент в чистом виде, а вторая цепь, через биотин и стрептавидин связанная с шариками, останется в осадке (рисунок 1).

Для примера учёные собрали несколько фигур. При помощи разработанной ими самими программы они смоделировали необходимые фрагменты ДНК, а затем синтезировали и выделили одноцепочечные молекулы описанным выше способом (рисунок 2). Можно заметить, что Т-образная структура не очень удалась: её верхушка и основание лишь в 27% случаев соединяются под углом, близким к прямому. Исследователи считают, что такие искривления происходят из-за того, что длинная крышечка состоит всего из трёх спиралей ДНК. Этот недостаток был учтён: в U-образных фигурах все элементы состоят из 4-х спиралей, и уже 45% фигур имеют рассчитанную форму. При этом основание буквы чуть-чуть выпирает за вертикальные ушки. Это почти не бросается в глаза, зато позволяет обеспечить форму фигуры. Совсем сложная фигура в форме буквы «B» удалась так и вовсе на славу. Здесь опять использован метод «выпирающих краев», который позволяет создать прямой угол.

В результате из созданных структур удалось сложить название университета авторов работы: «BYU» (рисунок 3). Работа «Polymerase chain reaction based scaffold preparation for the production of thin, branched DNA origami nanostructures of arbitrary sizes» опубликована в журнале Nano Letters.


Источник: ACS Publications



Комментарии
Ух ты!
Будем надеяться, что уже вовсю кипит работа (до и после восхода солнца) над написанием полного названия университета и фамилий авторов.
Трусов Л. А., 30 ноября 2009 01:00 
я всё жду, когда наши фотонщики выложат "ФНМ" своими шариками.
,
давайте портрет Путина, а?
Обаму вот сделали ( http://www.nanobama.com/).
Дмитрий Александрович,
Какой-то у Вас некоммерческий подход
Всё не так. Надо поручить дело Роснанотеху.

В результате:
1) Выращивается монокристалла золота (30-40 кг), из него методом выпиливания кантилевером производится 1 (одна) пластинка с изображением Анатолия Борисовича (размером 40х40 нм и себестоимостью 5 млн.USD - с учетом трудозатрат, оборудования, материала и потерь на стружку).

2)Затем из песчаника (цвет - без намёков) по госзаказу на соответствующем (-щих) предприятии (-тиях) изготавливается 150 млн. сувениров с соответствующим логотипом.

3)На одном изделии (на песчанике в произвольном месте) закрепляется соотвествующая пластинка.

4) По символической цене 1000$ cувениры пускаются в продажу, распределяются в обязательном порядке по госучреждениям ("а не будут брать - отключим газ" (С)), передаются (за бюджетные деньги) в институты, школы и детские сады. В последнем случае - в комплекте с электронным микроскопом (набор "юный роснан")

5)Объявляется всероссийская лотерея "Найди Чубайса" (т.е. пластинки на поверхности приобретённого сувенира). Фантазировать на предмет количества нулей в сумме приза бессмысленно - всё равно портрет будет изначально подарен оригиналу (естественно, в сборке с первым сувениром).

Во как надо мыслить, масштабно!


"Мы (госкорпорация нанотехнологий "Роснано" - прим.) - организация... вообще без каких бы то ни было обременений и мы, конечно, ну просто в шоколаде" (ЧАБ, июнь 2008)

(Ой, это я вроде как опять не по теме ; хотя если задуматься - как раз и вышло про "разветвленные фигуры сложной формы" )
кульно))
Белик Людмила Ивановна, 06 января 2010 20:15 
Начнем с того , что настоящую , с полной программой жизни , смерти или жизнь и смерть одновременно - НЕ ОТКРЫТЫ до сих пор . То , что открыли в клетках - это ДНК-клише для СМЕРТИ такой-то клеточки такого-то (такой-то - все клеточки точно именные). Срок жизни клеток - минимальный .

крутбл, осталось найти только 50 баксов, чтобы полностью почитать статью!
Александр Павлович, вы хотите статью почитать или пожаловаться на труднодоступность информации и нехватку денежных средств?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Крыло бабочки
Крыло бабочки

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

РИА Новости: Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных батарей
РИА Новости: Джон Гуденаф, Стенли Уиттингхем и Акира Йошино стали лауреатами Нобелевской премии в области химии за 2019 год за разработку литий-ионных батарей.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.