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2纽约大学化学系，纽约，纽约10003，美国 *通讯作者。电子邮件：bw@tsinghua.edu.cn（B.W.）; ned.seeman@nyu.edu（n.c.s.）。抽象的分支DNA基序是所有合成DNA纳米结构的基本结构元素。但是，分支方向的精确控制仍然是进一步增强整体结构秩序的关键挑战。在这项研究中，我们使用两种策略来控制分支方向。第一个基于固定的霍利迪连接，该连接在分支点上采用特定的核苷酸序列，以决定其方向。第二个策略是使用角度构造支柱在分支点上使用柔性垫片固定分支方向。我们还证明，可以通过规范的Watson-Crick碱基配对或非典型的核酶相互作用（例如I-MoTIF和G-Quadruplex）动态地实现分支方向控制。具有从化学环境的精确角度控制和反馈，这些结果将使新型的DNA纳米力学传感设备和精确有序的三维体系结构。在过去的四十年中，随着DNA纳米技术的快速发展，多功能的DNA纳米结构具有越来越增强的复杂性[1] [1]。作为分支结构基序在DNA纳米结构中无处不在，对螺旋分支的精确角度控制是关键挑战之一。相比之下，几何控制在很大程度上避开了DNA网络设计。对这些方案的拓扑控制已在很大程度上通过序列设计，螺旋时期和连接连通性的处方[2]阐明。Angle and lattice morphology is generally observed to be an emergent property of topological self-assembly—indeed the tensegrity triangle, a hallmark three-dimensional (3D) DNA lattice [3] , has three attainable internal angles, 101 º, 111 º, and 117 º, which is an apparent result of lattice stress by changing the edge length in otherwise topologically-similar structures.考虑到这一点，在现场中，获得更高的结构顺序（包括拓扑和几何特性）仍然是一个关键的挑战，可以作为实现设计师纳米材料功能的更雄心勃勃的目标的基础（例如酶促活动，刚性晶体支架，固定的晶体支架，纳米粒子阵列等）。类似于减数分裂的移动霍利迪交界处的固定的四臂连接是DNA纳米技术中最早的结构图案[2A，4]。它不仅在由无脚手架的DNA“乐高”方法构建的纳米结构中广泛使用[5]，而且还使用脚手架的DNA折纸方法在不同的结构中呈现[6]。已证明分支方向由分支点序列[7]和交叉类型[8]定义，这表明了精确几何控制的机会。这种合成性指出了具有精确和动态原子布置的高阶DNA纳米结构的可行性。
可重新配置的二维DNA晶格
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