分子医学研究院王鹏飞团队在Science Advances发表研究成果: 构建类霍利迪交叉的DNA折纸分子机器

分子医学研究院王鹏飞团队在Science Advances发表研究成果: 构建类霍利迪交叉的DNA折纸分子机器

(通讯员杨栋磊) 2022年11月16日,上海交通大学医学院分子医学研究院王鹏飞研究员团队在Science Advances杂志 (IF=14.957) 以A bistable and reconfigurable molecular system with encodable bonds为题发表文章。该研究受天然DNA霍利迪交叉结构(Holliday Junction)的启发,利用核酸分子组装技术构建了一种类霍利迪交叉的DNA折纸分子机器,有望在分子检测、生物分析领域得到重要应用。

该工作构建了一个具有两种稳定状态的四臂DNA折纸结构,每条臂利用准平末端的堆积力进行精准调控,从而实现对DNA折纸分子机器的精确控制。每条臂的边缘有四个位点,从而实现4比特的编码式设计,经过热动力学的计算,设计者可以精准控制每条臂与特定相邻的臂进行结合,发生构型变化。这种构型变化既可以通过特定核酸分子也可以通过环境变化(如盐离子浓度或温度)实现。这项工作提供了一种高度复杂和高度可重构的结构,为各类需要精准控制的实验建立了可靠的平台。

本研究由分子医学研究院周春阳博士、杨栋磊博士以及杜克大学Sensale博士共同完成,王鹏飞研究员为论文最后通讯作者。该工作得到科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委面上项目等支持。


图1:精准动态调控DNA折纸分子机器示意图