作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2013-8-27 9:18:09
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DNA分子也“穿越”
科学家在DNA折纸单分子反应中发现“穿越”
 
本报讯(记者黄辛)8月24日,记者从中科院上海应用物理研究所获悉,该所胡钧课题组与上海交通大学生物医学工程院合作,在DNA折纸单分子反应的研究中发现了“分子穿越”现象。相关成果日前在线发表于《美国化学会志》。
 
DNA折纸技术结合了生物DNA分子本身严格的互补配对原则和计算机编程技术,成为制造人为可控纳米结构的有效途径。目前,基于DNA折纸技术研究单分子反应和进行相关生物检测,已成为学术界关注的前沿领域。然而,DNA折纸在界面上的吸附取向原因不明、无法控制,因此当功能化修饰的一面朝向吸附界面时,其功能性分子朝向吸附的界面表面,修饰面难以顺利完成既定功能,这将限制DNA纳米机器和器件的实际应用。
 
在研究员胡钧的指导下,博士生吴娜等在研究DNA折纸上生物素与亲和素的单分子识别反应动力学过程时发现,单链DNA分子可以“穿越”DNA折纸,与折纸另一端的分子发生反应。研究人员猜测:两维DNA折纸呈现纳米网格结构,网格的孔洞呈现规则而有序的排列。分子模拟与原子力显微镜检测结果显示,这些“纳米孔”的孔径约在1至3纳米间,尺度合适的单链DNA分子可穿过“纳米孔”。通过巧妙的图案化设计和单分子识别反应的实时原位检测,研究人员发现一定长度的单链DNA的确可通过“纳米孔”穿梭到折纸的另外一面,且在一定范围内,其长度对分子识别反应具有显著的调控作用,长度越长反应越快。
 
专家认为,“分子穿越”现象的发现具有重要意义,如果功能性分子能够通过此“纳米孔”,从折纸的一面穿梭到另外一面,就可改善由于DNA折纸吸附取向所造成的问题。这将为DNA折纸纳米结构构建提供新视角,并为有关实验现象提供新的诠释依据。
 
《中国科学报》 (2013-08-27 第1版 要闻)
 
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