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핵산 기술설계: 유전기도 하고 일반적인 물자로 기술설계 DNA

Dan Luo생물학과 환경 기술설계, 코넬 대학의 부 교수
대응 저자: dl79@cornell.edu

왜 DNA?

DNA는 확실하게 굉장한 물자입니다. 생물학으로, 유전자 규칙과 단백질 생산을 위한 유전 암호를 전송하는 정보 저장 분자입니다. 필수적으로 생활이 만드는 무슨으로입니다. 기계적으로, DNA는 그것의 구성 및 길이에 의하여 경직되어 있는 유연하고, 조정 가능할 수 있습니다. 물리적으로, DNA는 아주 작습니다 - 직경에 있는 단지 2 나노미터; 그러나 그것의 길이는 해결책에 customizable 대략 0.34 nm 입니다.

핵산은 단위체 뉴클레오티드의 사슬로 구성된 고분자입니다. 생화학에서 이 분자는 세포 내의 유전 정보 또는 양식 구조물을 전송합니다. 일반적인 핵산은입니다 디옥시리보 핵산 (DNA) 및 리보 핵산 (RNA)

디옥시리보 핵산 (DNA)는 모든 알려진 살아있는 유기체 및 몇몇 바이러스의 발달 그리고 작용에서 사용된 유전 명령을 포함하는 핵산입니다.

리보 핵산 (RNA)는 뉴클레오티드 부대의 긴사슬로 이루어져 있는 분자의 생물학으로 중요한 모형입니다. RNA는 DNA와 아주 유사하, 그러나 약간 중요한 구조상 세부사항에서 다릅니다.

화학적으로, DNA는 수용성, 안정되어 있습니다 (미라를 생각하십시오), 비독성 (초밥을 생각하십시오), biocompatible와 생물 분해성 입니다. DNA는 살아있는 세포 및 기계 (예를들면, DNA 합성기)를 포함하여 다양한 근원에서 장악될 수 있습니다. DNA는 또한 프로그램될 수 있습니다. 가장 유일하게, 옹스트롬 수평 정확도에 DNA를 조작하기 위하여 채택될 수 있는 다른 효소의 수천은 발전되었습니다.

따라서, DNA는 나노 과학과 nanobiotechnology 둘 다를 이상적인 플래트홈을 추가 물자 빌딩 블록 제공합니다. 유일한 유생분자로 더 이상 간주되지 않다 교수 Nadrian Seeman와 그 외, DNA의 개척 일이 이렇게 많은 방법으로 이용되었기 때문에.

핵산 기술설계

코넬에서 Dan Luo 교수 단은 핵산 설계에 실제 응용을 위한 확실한 중합체로 (DNA와 RNA) 집중되었습니다. 그들의 일은 소설, 높은 수확량 및 저가에 있는 그리고 완전히 DNA 생물학기도 하고 비 생물학 속성을 이용하는 단순한 설계를 가진 부피 가늠자 DNA 물자를 만드는 겨냥합니다.

분기된 DNA (X 모양, Y 모양, 등등)를 사용하여, Luo 단은 나무 모양 DNA (DNA, 또는 DL-DNA dendrimers 같이), DNA nanobarcodes, DNA 히드로겔 시트, DNA 리포솜 및 DNA 편성한 nanoparticles를 건설했습니다. 최근에, Luo 단은 보편적인 nanoscale 물자 빌딩 블록으로 ("ABC 단위체이라고" 불리는) DNA 기지를 두다, 이방성의, 분기한, crosslinkable 단위체를 개발했습니다.

이 DNA ABC 단위체를 사용하여, Luo 단은 DNA 중합체가 병원체 DNA의 면전에서서만 종합될 수 있는 "표적 몬 중합" 프로세스를 발명했습니다. 중합 프로세스는 중합체 내의 신호 자체를 증폭해, 정확하고 과민한 분자에게 느끼기 가능하게 하. 기술에는 진단에 있는 뿐 아니라 다중 약 납품에서 넓은 응용이 있을 것입니다.

추가적으로, 1D nano 철사, 제 2 superlattices, 3D supracrystals 및 독립 구조로 서있는 단층 장은 연약하 석판인쇄술을 통해 그러나 나노미터 최소 배선 폭으로 조직자로 DNA를 사용해서 달성되었습니다. 아주 최근에 (2009년에), Luo 단은 "단백질 제품 젤" 또는 "P 젤이라고" 불리는 어떤 생세포도 없이 다량의 단백질을 수 있는 DNA 젤을 만들었습니다 (생성할). P 젤은 시험관에 있는 젤 기지를 둔 화학 반응으로 세포 안에서 성공적으로 중앙 교리를 변환합니다. 클로닝, 전이 및 세포 경작은 단백질 생산을 위해 더 이상 필요로 하지 않습니다.

Luo 단은 P 젤이 단백질 능률적으로 및 효과적으로 생성하고는 뿐 아니라 설계하는을 위한 플래트홈 기술이 될 것이라는 점을 계획합니다. 게다가, Luo 단은 "잊을 수 없는" DNA 젤을 만들었습니다. 이 보기는 핵산을 통해서 1개를 설계하는 것이 비발한 속성 및 실세계 애플리케이션으로 DNA를 통해 새로운 물자를 만들 수 있다 는 DNA가 유전기도 하고 이다 사실 일반적인 물자를, 그리고 설명합니다. 추가 정보를 위해, Luo 단에게서 최근 (마지막에서 5 년) 간행물을 참고하십시오.


참고

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3. W. 청, M.J. Campolongo, J.J. Cha, S.J. Tan, C.C. Umbach, D.A. Muller, D. Luo 의 DNA (약품)에 의해 통제되는 독립 구조로 서있는 Nanoparticle Superlattice 장, 성격 물자, 8, 519-525 (2009년)
4. N. 공원, S.H. Um, H. Funabashi, J. Xu, D. Luo 의 A 세포 자유로운 단백질 젤, (약품), 성격 물자, 8, 432-437 생성 (2009년)
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7. S. Um, J. 이, S. Kwon, D. Luo 의 DNA nanobarcodes, 성격 프로토콜 1, 995-1000 (2006년)
8. Y. Li, Y. Cu 및 D. Luo 의 다중 송신된 병원체 탐지, 성격 생물공학 23, 885-889를 위한 DNA 형광 nanobarcodes (2005년)
9. Y. Li, Y.D. Tseng, S.Y. Kown 의 L. d'Espaux, J.S. Bunch, P.L McEuen와 D. Luo. DNA dendrimer 같이의 통제되는 집합. 성격 물자, 3, 38-42 (2004년)

, 저작권 AZoNano.com Dan Luo (코넬 대학) 교수

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

Last Update: 13. June 2013 23:23

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