清华主页 - 清华新闻 - 科学研究 - 正文

生命学院魏迪明课题组成功完成DNA纳米结构的金门桥组装

清华新闻网11月17日电 限制性内切酶是能够识别特异的DNA序列,并将双链DNA切割的一类酶,最早被发现于大肠杆菌内,为细菌对抗病毒提供了一种防御机制。在分子克隆领域,内切酶长期被用于在体外组装DNA双链片段。而多片段DNA组装的可行性往往依赖于限制酶的识别、切割位点,例如目前应用广泛的“金门桥组装”(Golden Gate assembly),就利用了IIS型内切酶的特点,可以在距离限制酶识别位点一定距离处切割DNA,从而产生可编码的粘性末端。在分子克隆中,利用内切酶产生能够互补的粘性末端对于DNA片段组装是必要的,因为互补粘性末端在DNA纳米结构的自组装中也是不可或缺的,所以分子克隆的技巧在这方面的交叉应用是有广泛意义的。

基于这个思路,清华大学生命科学学院魏迪明分子设计课题组(MADlab)研究探索了一种可控的DNA纳米结构自组装系统。与Golden Gate assembly中多片段DNA组装相似,IIS型限制酶为DNA纳米结构的连接创造特异的粘性末端,同时T4 DNA连接酶巩固粘性末端的连接,从而实现DNA纳米结构单元不同层级的自组装(图1)。

20231116-魏迪明-科研-图片1.jpeg

图1. Golden Gate assembly用于DNA片段(左)和DNA纳米结构(右)组装

利用IIS型限制酶和T4 DNA连接酶的特点,该研究实现了DNA纳米结构的自环化、同源多聚体以及包括二聚体、三聚体、四聚体和五聚体在内的多种异源多聚体的组装(图2)。

20231116-魏迪明-科研-图片2.jpeg

图2.Golden Gate assembly用于DNA纳米结构异源多聚体组装。(a)三聚体L形,(b)四聚体T形,(c)五聚体U形

相关研究成果以“DNA纳米结构的金门桥组装”(Golden Gate Assembly of DNA Nanostructures)为题,于11月14日在线发表于《美国化学学会材料快报》(ACS Materials Letters

清华大学生命科学学院本科毕业生张文远(现为清华大学医学院2022级博士研究生)和生命学院2018级博士生午红蕊为论文共同第一作者,魏迪明副教授为论文通讯作者。该研究源于本科生课程“核酸纳米结构的分子设计中的其中一个课程项目(张文远为该课程项目小组长)。研究得到科技部、国家自然科学基金委、清华大学春风基金等的资助。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c01113

供稿:生命学院

题图设计:曾仪

编辑:李华山

审核:郭玲

2023年11月17日 14:06:47

相关新闻

读取内容中,请等待...

最新动态

清华大学新闻中心版权所有,清华大学新闻网编辑部维护,电子信箱: news@tsinghua.edu.cn
Copyright 2001-2020 news.tsinghua.edu.cn. All rights reserved.