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World File Search System碱基配对
熔融脱氧核糖核酸的吸附
在简单立方晶格上存在吸引且不可穿透的表面的情况下，用数字方法研究了稀释极限下均聚双链 (ds) 脱氧核糖核酸 (DNA) 的熔化。DNA 的两条链用两个自避行走建模，能够在互补位点相互作用，从而模拟碱基配对。不可穿透表面的建模方法是将 DNA 构型限制在 z 0 平面，单体在 z = 0 处具有吸引相互作用。此外，我们考虑了 ds 段在 z = 0 占据的两种变体，其中计算了一个或两个表面相互作用。这种考虑具有重大影响，甚至会改变吸附状态下结合相的稳定性。有趣的是，吸附从临界变为一级，其修正指数与熔化转变相一致。对于模拟，我们使用修剪和丰富的 Rosenbluth 算法。
反义寡核苷酸疗法的机遇与挑战
4 年（表 1）。这种治疗方法使用由化学修饰核苷酸合成的小片段修饰 DNA 或 RNA。11,12 它们通过沃森-克里克碱基配对以序列特异性方式靶向 RNA，并可诱导靶向蛋白质敲低或蛋白质修复。与化学化合物相比，反义寡核苷酸疗法具有前所未有的特异性，例如，它们提供了靶向特定转录异构体或密切相关蛋白质家族中的特定成员的可能性。由于它们在基因水平上进行干预，因此它们为遗传疾病提供了治疗选择。在这篇综述中，我们将对治疗性 AON 进行高水平概述，包括赋予它们类药物特性所需的修改、递送和安全注意事项，并提供目前批准的反义寡核苷酸的例子。最后，我们将概述如何探索这些模式来治疗遗传性代谢疾病。
DNA材料从一个DNA链组装
摘要：由于特定的碱基配对识别，清晰的纳米结构，可编程序列和DNA分子的响应性，DNA材料引起了广泛的注意，并广泛用于受控释放，药物输送和组织工程。通常，制备DNA材料的策略是基于多个DNA链的组装。仅使用一条DNA链的DNA材料的构建不仅可以节省时间和成本，而且还可以避免DNA比率不准确产生的最终组件缺陷，从而有可能促进DNA材料的大规模生产和实际应用。为了使用一个DNA链形成组件，序列必须是需要仔细控制的长度的palindromes。在这篇综述中，我们介绍了DNA组装的发展，并主要汇总了由一条DNA链形成的当前报道的材料。我们还讨论了使用一条DNA链构建DNA材料的原理。
综述文章：设计 CRISPR 引导 RNA 用于可编程 RNA 传感器
作为CRISPR系统最有价值的特性，基于沃森-克里克碱基配对的可编程性已广泛应用于RNA传感器的工程设计。这些系统中的碱基配对提供了目标RNA和CRISPR效应子之间的连接，为体内和体外的RNA检测提供了高度特异性的机制。在过去的十年中，尽管在CRISPR爆炸式增长的时代开发了许多成功的RNA传感方法，但对CRISPR系统特性的深入了解和CRISPR家族成员的不断扩展表明，基于CRISPR的RNA传感器仍然是一个有前途的领域，可以从中设计出各种新功能和应用。在这里，我们系统地概述了设计CRISPR gRNA进行可编程RNA检测的各种策略，旨在阐明gRNA的可编程性在CRISPR支持的RNA传感器的现有局限性和未来发展中的作用。
依赖配体结合自组装的 RNA-DNA 混合纳米形状
核酸纳米结构的自组装是由寡核苷酸模块通过互补序列之间的碱基配对选择性结合所驱动的。本文，我们报告了在腺苷配体控制下有条件组装的 RNA-DNA 混合纳米形状的开发。纳米形状的设计概念依赖于 DNA 适体的配体依赖性稳定，DNA 适体充当边缘稳定的 RNA 角模块之间的连接器。配体依赖性 RNA-DNA 纳米形状通过将腺苷结合与圆形闭合结构的形成相结合，在全有或全无的过程中进行自组装，这些结构通过在所得多边形中的连续碱基堆叠来稳定。通过筛选各种 DNA 适体构建体与 RNA 角模块的组合以形成稳定的复合物，我们确定了腺苷依赖性纳米方块，其形状通过原子力显微镜确认。作为传感器应用的概念验证，通过 DNA 适体成分的染料结合获得了对腺苷有响应的 FRET 活性纳米方块。
教授亚历克西斯·科莫尔
摘要：在 2016 年碱基编辑技术发展之前，基因组编辑技术通过在目标基因组位点引入双链 DNA 断裂 (DSB) 作为基因组编辑的第一步来发挥作用。这通常使用 Cas9（一种可编程的核酸内切酶）和一段称为向导 RNA (gRNA) 的 RNA 来实现，该 RNA 编码了 Cas9 将使用简单的 Watson-Crick-Franklin 碱基配对规则结合和切割的基因组位置。DSB 的细胞处理会产生多种基因组编辑产物，包括精确编辑结果以及插入和删除 (indel) 副产物。自 1990 年代基因组编辑领域成立以来，indel 与精确产物的高频率一直是该领域的长期挑战。在这里，我将介绍我的实验室为开发具有更高效率和精度的新基因组编辑方法所做的努力。其中包括开发新的碱基编辑器（BE）工具，以及提高依赖 DSB 方法的精度的新方法。
预扭转以改善基因组修饰和 miRNA 靶向
作为新的治疗方式，需要精确靶向 DNA 和 RNA 序列的调控工具。PNA（图 1 A、B）[ 1 ] 最初由 Nielsen 等人于 1991 年开发，在靶向疾病相关 DNA 和 RNA 序列方面显示出巨大潜力。PNA 可以与天然 DNA/RNA 序列配对，形成 PNA-DNA 和 PNA-RNA 双链。与具有三个或四个手性中心的 DNA/RNA 糖环部分相比，典型的 PNA 没有环结构或手性中心。相对灵活且电中性的骨架使 PNA 有利于通过 Watson-Crick 碱基配对识别具有平行和反向平行链取向的 DNA/RNA 序列，并具有增强的结合亲和力。此外，PNA 通过三链结构形成识别 DNA 和 RNA 序列（例如，PNA • DNA-PNA、PNA • RNA-PNA、PNA • RNA-RNA 和 PNA • DNA-DNA 三链；此处 - 和 • 分别表示 Watson-Crick 和 Hoogsteen 对）。通常，PNA 与蛋白质没有显著结合，因此无免疫原性，并且对蛋白酶和核酸酶具有抗性。
DNA折纸——治疗学中的应用
纳米管是由 DNA 制成的圆柱形结构，具有中空的核心，可用于药物输送或作为合成纳米线的模板。 在创建纳米管时，我们必须首先设计一条由 100-200 个核苷酸组成的长支架链。 然后，添加垂直于支架链的订书钉链，以形成宽度约为 25-50 纳米的矩形。 形成矩形后，我们可以添加更多订书钉链来封闭两端并创建一个管子。 然后，在使用 DNA 折纸技术折叠时，我们可以将支架和订书钉链在缓冲溶液中混合在一起，然后慢慢冷却溶液，使 DNA 链利用互补碱基配对自组装成所需的纳米管结构。 我们可以使用原子力显微镜 (AFM) 或透射电子显微镜 (TEM) 等成像技术来验证 DNA 纳米管的结构。 具有正确数量的交叉点，DNA 纳米管是一种高度稳定的结构，可以承受高温、极端 pH 条件和其他恶劣环境。这使得它们可用于生物技术和材料科学应用。
CRISPR/Cas9 基因组编辑
实验室中使用的 Cas9 ， PAM 序列是 NGG（其中 N 表示四种碱基中的任意一种）。PAM 序列被 Cas9 识别，然后与 PAM 序列结合。Cas9 检查结合的 gRNA 和 DNA 链之间是否存在碱基配对互补。如果发现配对互补，则在 PAM 序列 3' 端上游 3 个碱基对的位置进行钝性双链切割。双链 DNA 切割完成后，细胞有两种方式修复损伤，称为非同源末端连接 (NHEJ) 或同源定向修复 (HDR)。其中 NHEJ 速度更快，但比 HDR 更容易发生错误。NHEJ 修复由细胞执行，以修复导致在 DNA 链断裂处插入核苷酸的损伤。这表明由于某些细胞的 DNA 永久受损，因此表达了突变的非功能性基因。这也意味着，利用CRISPR/Cas9技术为大量细胞制造DNA双链断裂，目标基因将发生损伤错误修复和功能突变永久丧失，从而实现研究人员快速高效去除或删除基因的目的。
染色体和 DNA 复制工作表
为高中、初中和小学生命科学教师设计的 DNA 结构工作表、DNA 复制活动和课程计划可供免费下载。这些资源可满足各种教育需求。NGSS Life Science 网站提供各种精彩课程。通过单击“免费课程计划 (PDF)”链接或成为会员，教育工作者可以访问答案和可编辑文件。免费动物细胞课程包括人体系统疾病项目等项目。高中项目涉及学生通过 BLAST 活动了解突变蛋白质如何影响细胞、器官和器官系统，以镰状细胞病为例。这与 NGSS 标准 HS-LS1-1 和 HS-LS1-2 一致。NOVA 视频“破解生命密码”涵盖了人类基因组、突变、遗传变异、最高法院对基因专利的裁决、寻找疾病治疗方法和基因改造等主题。它与 NGSS 标准 HS-LS3-1 一致，由 WGBH 教育基金会和 Clear Blue Sky Productions 发布。免费的遗传伦理问题课程计划要求学生回答与遗传学（克隆、基因治疗）科学伦理相关的多项选择题，然后讨论每个问题的利弊。这与 NGSS 标准 HS-LS3-1 一致，由 Shannan Muskopf 发布。DNA 提取实验室允许高中生从他们的颊细胞中提取 DNA，以了解 DNA 的结构和 DNA 复制。该实验室包括有关 DNA 碱基配对及其与中心法则（DNA - 蛋白质 - 性状）的关系的问题。它与 NGSS 标准 HS-LS1-1 和 HS-LS3-1 一致，由 Ingrid Waldron 和 Jennifer Doherty 发布。DNA to Me 歌词项目要求高中生写一首关于 DNA、蛋白质合成和表型的诗歌或音乐歌词。该项目是学生所学 DNA 结构、DNA 碱基配对、基因、转录、翻译和表型的综合。它与 NGSS 生命科学发布的 NGSS 标准 HS-LS1-1、HS-LS1-6 和 HS-LS3-1 相一致。DNA 指纹识别犯罪现场项目涉及高中生检查犯罪现场证据，以确定谁应对食用女王特制进口的 Lindbergher 奶酪负责。学生模拟电泳和 DNA 指纹识别的过程。它与 Shannan Muskopf 发布的 NGSS 标准 HS-LS3-1 相一致。DNA 结构测验评估高中生对 DNA 结构的了解，包括双螺旋、核苷酸单体、DNA 聚合物、核酸生物分子、DNA 复制、互补链和碱基配对、脱氧核糖和磷酸骨架以及氮碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤）。发现双螺旋结构：通过实践了解 DNA 结构和复制在这个互动实验室中，高中生制作 DNA 双螺旋结构的纸质模型。通过标记四种核苷酸（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）并练习氮碱基配对，学生对 DNA 复制有了更深入的了解。实验室还通过扭曲和盘绕模型来模拟超螺旋。通过这种动手实践的方法，学生可以探索分子生物学的关键概念，包括 DNA 结构、核酸（DNA、RNA）和基因表达。他们了解半保守复制、DNA 酶、基因突变、染色体突变、遗传疾病、原核生物和真核生物。通过使用引人入胜的 DNA 结构和复制工作表，教育工作者可以让学生更容易理解复杂的细胞过程。将这些资源纳入课程计划有助于教师提供坚实的科学和生物学基础，这对于高级课程的成功至关重要。这些工作表适合不同的学习风格，使教师能够量身定制教学并满足所有学生的需求。通过整合 DNA 结构和复制工作表，教师可以创建一个互动学习环境，促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台，适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源，包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏，旨在强化科学和生物学中的关键概念。通过利用 Quizizz，教师可以创建一个动态的学习环境，满足学生的不同需求。此外，该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域，确保学生获得全面而有效的学习体验。教师可以创建一个互动的学习环境，以促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台，适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源，包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏，旨在强化科学和生物学的关键概念。通过利用 Quizizz，教师可以创建一个动态的学习环境，满足学生的不同需求。此外，该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域，确保学生获得全面而有效的学习体验。教师可以创建一个互动的学习环境，以促进对主题的深入理解。Quizizz 是一个有价值的平台，适合希望将 DNA 结构和复制工作表纳入课程的教育工作者。该平台提供广泛的资源，包括高质量的工作表、测验、抽认卡和互动游戏，旨在强化科学和生物学的关键概念。通过利用 Quizizz，教师可以创建一个动态的学习环境，满足学生的不同需求。此外，该平台还允许教育工作者跟踪学生的进度并确定可能需要额外支持的领域，确保学生获得全面而有效的学习体验。