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

 

Наноструктурная пленка золота
Наноструктурная пленка золота

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.

С Новым годом!
Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов
С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.

Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы
Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.