有史以来最小的长角牛,纳米尺度的突破

对 DNA 组装的新见解可以简化医学、材料等领域纳米结构的设计和制造。有史以来最小的长角牛,纳米尺度的突破首先发表在 UT Austin News - 德克萨斯大学奥斯汀分校。

来源:德克萨斯大学

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现了控制 DNA“折纸”结构如何折叠的关键原理,这些发现可以使纳米级材料更快、更容易制造。

DNA 折纸是一种利用 DNA 链自组装成微小的、可编程形状的技术。尽管该方法已显示出从药物输送到先进材料等各种应用的前景,但科学家们一直在努力持续实现高产率,特别是当结构变得更加复杂时。

在《Small》杂志上发表的一项新研究中,由沃克机械工程系助理教授 Alex Marras 领导的研究小组系统地分析了设计选择如何影响折叠过程。他们结合实时荧光测量、电子显微镜和理论模型,确定了决定结构是否正确组装的能量。

“通过了解驱动折叠的基本热力学因素,我们可以设计出组装更可靠、更快速的 DNA 纳米结构,”Marras 说。

作为工作的一部分,博士。学生 James Houston 和 Meysam Mohammadi Zerankeshi 创造了他们认为有史以来最小的 Longhorn 标志。它是一个完全由 DNA 组成的结构,直径约 100 纳米,厚度仅为 2 纳米,展示了他们的方法可实现的精度和复杂性。

这些长角牛标志比人类头发的粗细小数千倍,这意味着一粒沙子的体积可以容纳大约 1000 万个小长角牛。

研究人员发现,折叠取决于有利的 DNA 结合相互作用和与结构中形成环相关的不利能量成本之间的微妙平衡。他们还表明,“协作性”,即结构的不同部分在组装过程中如何相互影响,在决定成功方面发挥着核心作用。