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Bureau D'études d'Acide Nucléique : Bureau D'études ADN comme Matériau Génétique et Générique

Professeur Dan Luo, Service du Bureau D'études Biologique et Environnemental, Université de Cornell
Auteur Correspondant : dl79@cornell.edu

Pourquoi ADN ?

L'ADN est un matériau véritablement étonnant. Biologiquement, c'est codes génétiques transportants d'une molécule de stockage d'informations pour le règlement de gène et la production de protéine. Est essentiellement Il de ce que la durée de vie est faite. Mécaniquement, l'ADN peut être rigide ou flexible, réglable par sa composition et longueur. Matériel, l'ADN est le nanomètre très de petite taille seulement 2 de diamètre ; pourtant sa longueur est personnalisable avec une définition environ 0,34 nanomètres.

L'Acide Nucléique est une macromolécule composée de réseaux des nucléotides monomériques. En biochimies ces molécules transportent les structures génétiques de l'information ou de formulaire dans des cellules. Les acides nucléiques les plus communs sont l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (l'ARN)

L'Acide désoxyribonucléique (ADN) est un acide nucléique qui contient les directives génétiques utilisées dans le développement et le fonctionnement de tous les organismes vivants connus et de quelques virus.

L'Acide ribonucléique (ARN) est un type biologiquement important de molécule qui se compose d'une longue chaîne des ensembles de nucléotide. L'ARN est très assimilé à l'ADN, mais diffère dans quelques petits groupes structurels importants.

Chimiquement, l'ADN est soluble dans l'eau, stable (pensez à la momie), non-toxique (pensez aux sushi), biocompatible et biodégradable. L'ADN peut être obtenu à partir d'un grand choix de sources comprenant des cellules sous tension et une machine (par exemple, un synthétiseur d'ADN). L'ADN peut également être programmé. Le plus seulement, on a évolué des milliers de différentes enzymes qui peuvent être utilisées pour manipuler l'ADN à l'exactitude de niveau d'angström.

Ainsi, l'ADN fournit une plate-forme idéale comme synthon supplémentaire de matériaux pour la nanotechnologie et la nanobiotechnologie. Puisque le travail pilote du Prof. Nadrian Seeman et d'autres, ADN a été utilisé de tant de voies qu'il n'est plus considéré comme un biomolécule unique.

Bureau D'études d'Acide Nucléique

Le groupe de Prof. Dan Luo chez Cornell a été concentré sur concevoir les acides nucléiques (ADN et ARN) comme polymère vrai pour des applications de monde réel. Leur travail vise à produire le roman, matériaux de la volume-échelle ADN dans le rendement et le coût bas élevés et avec le design simple qui emploie entièrement les propriétés biologiques et sans enzymes d'ADN.

Utilisant ADN (En forme de x branché, En "y", Etc.), le groupe de Luo a établi les nanobarcodes en forme d'arbre d'ADN (ADN comme dendrimers, ou DL-DNA), d'ADN, les hydrogels d'ADN, les liposomes d'ADN, et les nanoparticles ADN-dispensés. Récent, le groupe de Luo a développé un monomère ADN-basé, anisotrope, branché, et réticulable (nommé « monomère d'ABC ») comme synthon universel de matériau de nanoscale.

Utilisant ces monomères d'ADN ABC, le groupe de Luo a inventé le procédé « de polymérisation cible objectif » où des polymères d'ADN peuvent seulement être synthétisés en présence d'un agent pathogène ADN. Le procédé de polymérisation amplifie le signe dans le polymère lui-même, activant se sentir moléculaire précis et sensible. La technologie aura des applications larges dans les diagnostics ainsi que dans l'accouchement de multi-médicament.

De plus, les nano-fils 1D, les 2D super-réseaux, les supracrystals 3D, et les feuilles autonomes de couche unitaire ont été réalisés par la doux-lithographie mais avec une taille de caractéristique technique de nanomètre à l'aide de l'ADN en tant qu'organisateur. Très récent (en 2009), le groupe de Luo a produit un gel d'ADN qui peut ne produire un grand nombre de protéines sans aucune cellule vivante (nommée « gel de protéagineux » ou « P-Gel »). le P-Gel convertit avec succès le dogme central de l'intérieur d'une cellule en réaction chimique gel-basée dans une éprouvette. Le Clonage, la transformation et la cultivation de cellules ne sont nécessaires plus pour la production de protéine.

Le groupe de Luo envisage que le P-Gel deviendra une technologie de plate-forme pour produire ainsi que concevoir des protéines de manière efficiente et efficace. En Outre, le groupe de Luo a produit un gel « inoubliable » d'ADN. Ces exemples illustrent le fait que l'ADN est un génétique et un matériau générique et que par l'Acide Nucléique Concevoir un peut produire les matériaux neufs par l'intermédiaire de l'ADN avec les propriétés et les applications du monde réel nouvelles. Pour plus d'information, référez-vous s'il vous plaît (dans le bout 5 ans) aux publications récentes du groupe de Luo.


Références

1. N. Parc, J.S. Kahn, E.J. Rice, M.R. Hartman, H. Funabashi, J. Xu, S.H. Um, D. Luo, production sans cellule de protéine de rendement Élevé à partir de P-Gel, Protocoles de Nature, 4, 1759-1770 (2009)
2. J.B. Lee, Y.H. Roh, S. Um, H. Funabashi, W. Cheng, J.J. Cha, P. Kiatwuthinon, D.A. Muller, D. Luo, nano-architectures Multifonction des monomères ADN-basés d'ABC, Nanotechnologie de Nature, 4, 430-436 (2009)
3. W. Cheng, M.J. Campolongo, J.J. Cha, S.J. TAN, C.C. Umbach, D.A. Muller, D. Luo, Feuilles Autonomes de Super-réseau de Nanoparticle Réglées par ADN (Article), Matériaux de Nature, 8, 519-525 (2009)
4. N. Parc, S.H. Um, H. Funabashi, J. Xu, D. Luo, une Protéine Sans Cellule Produisant le Gel, (Article), Matériaux de Nature, 8, 432-437 (2009)
5. W. Cheng, N. Park, M.T. Walter, M.R. Hartman, D. Luo, Nanopatterning Auto-A assemblé des Super-réseaux de Nanoparticle En Formant la Nanotechnologie de Nature de Microdroplets (Article de Panneau), 3, 682-690 (2008)
6. S. Um, J. Lee, N. Park, S. Kwon, C. Umbach, D. Luo, Enzyme a catalysé l'assemblage des hydrogels d'ADN, les Matériaux 5, 797-801 de Nature (2006)
7. S. Um, J. Lee, S. Kwon, D. Luo, nanobarcodes d'ADN, Protocoles 1, 995-1000 de Nature (2006)
8. Y. Li, Y. Cu et D. Luo, nanobarcodes de fluorescence d'ADN pour le dépistage multiplexé d'agent pathogène, Biotechnologie 23, 885-889 de Nature (2005)
9. Y. Li, Y.D. Tseng, S.Y. Kown, d'Espaux de L., J.S. Bunch, P.L McEuen et D. Luo. Assemblage Réglé d'ADN comme dendrimer. Matériaux de Nature, 3, 38-42 (2004)

Droit d'auteur AZoNano.com, Professeur Dan Luo (Université de Cornell)

Date Added: Dec 6, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:10

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