• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

迈向DNA瓦片的可靠算法自组装:一种固定宽度的细胞自动机模式。

Toward reliable algorithmic self-assembly of DNA tiles: a fixed-width cellular automaton pattern.

作者信息

Fujibayashi Kenichi, Hariadi Rizal, Park Sung Ha, Winfree Erik, Murata Satoshi

机构信息

Department of Computational Intelligence and Systems Science, Tokyo Institute of Technology, Midori-ku, Yokohama 226-8502, Japan.

出版信息

Nano Lett. 2008 Jul;8(7):1791-7. doi: 10.1021/nl0722830. Epub 2007 Dec 28.

DOI:10.1021/nl0722830
PMID:18162000
Abstract

Bottom-up fabrication of nanoscale structures relies on chemical processes to direct self-assembly. The complexity, precision, and yield achievable by a one-pot reaction are limited by our ability to encode assembly instructions into the molecules themselves. Nucleic acids provide a platform for investigating these issues, as molecular structure and intramolecular interactions can encode growth rules. Here, we use DNA tiles and DNA origami to grow crystals containing a cellular automaton pattern. In a one-pot annealing reaction, 250 DNA strands first assemble into a set of 10 free tile types and a seed structure, then the free tiles grow algorithmically from the seed according to the automaton rules. In our experiments, crystals grew to approximately 300 nm long, containing approximately 300 tiles with an initial assembly error rate of approximately 1.4% per tile. This work provides evidence that programmable molecular self-assembly may be sufficient to create a wide range of complex objects in one-pot reactions.

摘要

纳米级结构的自下而上制造依赖于化学过程来引导自组装。一锅法反应能够实现的复杂性、精度和产率受到我们将组装指令编码到分子本身能力的限制。核酸为研究这些问题提供了一个平台,因为分子结构和分子内相互作用可以编码生长规则。在这里,我们使用DNA瓦片和DNA折纸来生长包含细胞自动机图案的晶体。在一锅退火反应中,250条DNA链首先组装成一组10种游离瓦片类型和一个种子结构,然后游离瓦片根据自动机规则从种子开始算法式生长。在我们的实验中,晶体生长到大约300纳米长,包含大约300个瓦片,每个瓦片的初始组装错误率约为1.4%。这项工作提供了证据,表明可编程分子自组装可能足以在一锅法反应中创建各种复杂物体。

相似文献

1
Toward reliable algorithmic self-assembly of DNA tiles: a fixed-width cellular automaton pattern.迈向DNA瓦片的可靠算法自组装:一种固定宽度的细胞自动机模式。
Nano Lett. 2008 Jul;8(7):1791-7. doi: 10.1021/nl0722830. Epub 2007 Dec 28.
2
An information-bearing seed for nucleating algorithmic self-assembly.用于启动算法自组装的信息承载种子。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Apr 14;106(15):6054-9. doi: 10.1073/pnas.0808736106. Epub 2009 Mar 24.
3
Programmable DNA tile self-assembly using a hierarchical sub-tile strategy.可编程 DNA 瓦片自组装采用分层子瓦片策略。
Nanotechnology. 2014 Feb 21;25(7):075602. doi: 10.1088/0957-4484/25/7/075602. Epub 2014 Jan 22.
4
Reducing facet nucleation during algorithmic self-assembly.在算法自组装过程中减少小面成核
Nano Lett. 2007 Sep;7(9):2913-9. doi: 10.1021/nl070793o. Epub 2007 Aug 24.
5
Two computational primitives for algorithmic self-assembly: copying and counting.用于算法自组装的两个计算原语:复制和计数。
Nano Lett. 2005 Dec;5(12):2586-92. doi: 10.1021/nl052038l.
6
Self-assembly of fully addressable DNA nanostructures from double crossover tiles.基于双交叉瓦片的完全可寻址DNA纳米结构的自组装。
Nucleic Acids Res. 2016 Sep 19;44(16):7989-96. doi: 10.1093/nar/gkw670. Epub 2016 Aug 2.
7
Fractal assembly of micrometre-scale DNA origami arrays with arbitrary patterns.具有任意图案的微米级 DNA 折纸阵列的分形组装。
Nature. 2017 Dec 6;552(7683):67-71. doi: 10.1038/nature24655.
8
Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra.DNA 分级自组装形成对称超分子多面体。
Nature. 2008 Mar 13;452(7184):198-201. doi: 10.1038/nature06597.
9
Error tolerant DNA self-assembly using (2k - 1)x(2k - 1) snake tile sets.使用(2k - 1)×(2k - 1)蛇形瓦片集的容错DNA自组装
IEEE Trans Nanobioscience. 2008 Mar;7(1):56-64. doi: 10.1109/TNB.2008.2000150.
10
Complex shapes self-assembled from single-stranded DNA tiles.由单链 DNA 瓦片自组装而成的复杂形状。
Nature. 2012 May 30;485(7400):623-6. doi: 10.1038/nature11075.

引用本文的文献

1
Programmable Biomolecule-Mediated Processors.可编程生物分子介导的处理器
J Am Chem Soc. 2023 Nov 22;145(46):25033-25042. doi: 10.1021/jacs.3c04142. Epub 2023 Oct 21.
2
Mechanics of dynamic and deformable DNA nanostructures.动态与可变形DNA纳米结构的力学原理。
Chem Sci. 2023 Jul 6;14(30):8018-8046. doi: 10.1039/d3sc01793a. eCollection 2023 Aug 2.
3
The Current Progress of Tetrahedral DNA Nanostructure for Antibacterial Application and Bone Tissue Regeneration.四面体 DNA 纳米结构在抗菌应用和骨组织再生方面的研究进展。
Int J Nanomedicine. 2023 Jul 10;18:3761-3780. doi: 10.2147/IJN.S403882. eCollection 2023.
4
Prime factorization via localized tile assembly in a DNA origami framework.通过 DNA 折纸框架中的局部瓦片组装进行素因数分解。
Sci Adv. 2023 Mar 31;9(13):eadf8263. doi: 10.1126/sciadv.adf8263.
5
Recent Advances in DNA Origami-Engineered Nanomaterials and Applications.DNA 折纸工程纳米材料及其应用的最新进展。
Chem Rev. 2023 Apr 12;123(7):3976-4050. doi: 10.1021/acs.chemrev.3c00028. Epub 2023 Mar 29.
6
Multi-Domains in a Single Lattice Formed by DNA Self-Assembly.通过DNA自组装在单个晶格中形成的多域结构。
ACS Omega. 2022 Jul 19;7(30):26514-26522. doi: 10.1021/acsomega.2c02556. eCollection 2022 Aug 2.
7
Suppressing high-dimensional crystallographic defects for ultra-scaled DNA arrays.抑制超高维晶体学缺陷以实现超大规模 DNA 阵列。
Nat Commun. 2022 May 16;13(1):2707. doi: 10.1038/s41467-022-30441-1.
8
One-dimensional molecular chains formed by Sierpiński triangles on Au(111).由在金(111)上的谢尔宾斯基三角形形成的一维分子链。
RSC Adv. 2018 Jan 8;8(4):1852-1856. doi: 10.1039/c7ra11825b. eCollection 2018 Jan 5.
9
Gold Nanoparticles in Conjunction with Nucleic Acids as a Modern Molecular System for Cellular Delivery.金纳米粒子与核酸结合作为一种现代的细胞递药分子系统。
Molecules. 2020 Jan 3;25(1):204. doi: 10.3390/molecules25010204.
10
Metal and Lanthanide Ion-Co-doped Synthetic and Salmon DNA Thin Films.金属与镧系离子共掺杂的合成DNA薄膜和鲑鱼DNA薄膜。
ACS Omega. 2019 Apr 9;4(4):6530-6537. doi: 10.1021/acsomega.9b00319. eCollection 2019 Apr 30.