DNA折紙片瞬時綁定的單分子動力學及超分辨熒光顯微研究
（論文部分內容摘抄）
DNA折紙是一種可編程組裝納米分子結構的有效方法。對于這些結構作為功能性生物材料的應用，實時和高空間分辨率的反應動力學和動態過程的研究變得越來越重要。我們提出了一個單分子分析的DNA折紙結合和解除結合動力學的研究。我們發現DNA折紙上的雜交到單鏈延伸的動力學類似于孤立的基底固定化的DNA，但略微依賴于折紙的位置。 在動力學知識的基礎上，我們開發了標記的寡核苷酸與DNA納米結構的可逆特異結合，用于分辨率<30 nm的折紙(納米地形成像點積累)成像。該方法被證明為扁平的單體DNA結構以及多聚體帶狀DNA結構。
近年來，DNA納米技術的研究領域已成為一個熱點。DNA折紙術的發明帶來了革命性的變化技術，它使分子工程師建造二維甚至三維的結構。
幾乎任何任意形狀。對于作為功能化的應用程序材料-作為合成生物系統的基礎或作為人工分子機器平臺-動態驅動這些納米級支架上的凹槽越來越很重要。DNA折紙技術是基于數百條短合成DNA主鏈與長單鏈DNA支架分子的序列特異性結合，例如，噬菌體的長單鏈DNA基因組。主鏈和支架鏈之間的雜化使支架折疊成二維或三維結構，其形狀可通過選擇主鏈序列來指定。所得到的結構可以被尋址，即功能化，具有納米級的精度。由于DNA折紙結構允許將小分子、蛋白質、適配體或納米顆粒組織成指定的幾何形狀，它們代表了分子計算、人工分子機器、分子裝配線納米機器人和工廠的有前途的支架。這樣的應用意味著動態過程并需要實時動態功能成像，具有高空間分辨率。監測這些過程的一個很好的工具是單分子熒光。
在這里，我們介紹了一種單分子測定法，用于動態結合和解離短熒光標記的DNA寡核苷酸到單鏈對接鏈。例如，從DNA納米結構中提取。我們使用該方法測定動力學速率和各種參數，如對接鏈長度、濃度、溫度和納米結構上的結合位點位置，從而獲得簡單的DNA納米結構動態過程的設計規則。
為了證明DNA-折紙的可調性，我們使用不同的成像鏈來滿足圖中的不同成像要求。對于標記密度最高的聚物，我們選擇了一個長的對接序列，用于短的。我們在這里使用的PCO相機幀速率50fps的圖像采集，最大限度地減少漂移的影響。我們使用了每三個染料分子的較小標記密度。這降低的同時存在多個發射體的可能性。對于精確的距離測量，需要更長的綁定事件。因此我們選擇了一個成像器/對接雙工和略低的30fps的攝像機幀速率。
作為該方法的一種應用，我們研究了結合動力學在幾種 DNA 折紙基板上的位置依賴性。我們發現，折紙結構上的動力學存在輕微的空間異質性，這與之前在溶液中獲得的值一致。我們進一步將該檢測方法發展為超分辨率顯微鏡技術(DNA-折紙)該技術利用了熒光標記的 DNA 成像鏈與 DNA 停靠鏈的瞬態結合，因此非常適合用于 DNA折紙等基于DNA 的納米結構的表征。
DNA-折紙是一種相對簡單的技術，無需進一步修改便可輕松地在任何敏感的廣場熒光顯微鏡上實現。獲取的數據可以很容易地進行分析和可視化，使用一個自由的。
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