上海應(yīng)物所等在DNA折紙納米力學(xué)成像探針設(shè)計方面取得進展
近日,中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所物理生物學(xué)研究室與上海交通大學(xué)、南京郵電大學(xué)合作,基于DNA納米技術(shù)發(fā)展了一系列DNA折紙結(jié)構(gòu)并作為納米力學(xué)成像探針,實現(xiàn)了原子力顯微鏡下對基因組DNA的直讀檢測和高分辨成像。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然-通訊》(Nature Communications 2017, 8, 14738)。
DNA折紙結(jié)構(gòu)是利用DNA堿基互補配對原則,通過程序性設(shè)計將M13 DNA在上百條DNA短鏈的輔助下折疊成指定幾何形狀。上海應(yīng)物所博士張宏陸等在研究員樊春海指導(dǎo)下,并與晁潔、師詠勇等合作,通過設(shè)計DNA折紙結(jié)構(gòu)作為原子力顯微鏡的納米力學(xué)成像探針,在單分子水平下實現(xiàn)了對DNA分子的特異性標(biāo)記和單核苷酸變異性(SNP)的直讀檢測。相較于基于熒光成像的直讀方法,這種新技術(shù)將分辨率提升一個數(shù)量級,可達到遠(yuǎn)超光學(xué)衍射極限的10 納米分辨;贒NA納米折紙結(jié)構(gòu)設(shè)計的探針為原子力顯微鏡的圖像獲取提供了精確的標(biāo)尺和豐富的選擇,為遺傳分析等生物學(xué)應(yīng)用提供了新的工具。進一步,他們還將該方法與之前發(fā)展的納米PCR和單倍型分析技術(shù)(Nature Nanotechnology 2011, 6, 639)結(jié)合,實現(xiàn)了單分子水平的遺傳樣本單倍型分析。這種單分子水平的單倍型分析通量高,可靠性好,有望用于易感基因的發(fā)現(xiàn)、疾病相關(guān)基因的鑒定和藥物設(shè)計等方面。 |