RNAとDNAモジュールから自己組織化された堅牢なナノシェイプの万能キット

Versatile kit of robust nanoshapes self-assembling from RNA and DNA modules.

• Alba Monferrer
• Douglas Zhang
• Alexander J Lushnikov
• Thomas Hermann

抄録

DNAとRNAは、主に塩基対を介して折り畳みやプログラム可能な自己組織化をコード化する核酸の能力を利用したナノテクノロジー応用のための材料として浮上してきた。この2種類の核酸は、構造的多様性を高めるために、あるいは機能的・建築的役割の分割のために組み合わせて使用されることはほとんどなかった。ここでは、アーキテクチャジョイントとしてのRNAモチーフと、プログラム可能な自己組織化のための機能モジュールとしてのDNAビルディングブロックの組み合わせを統合するための設計とスクリーニング戦略を報告する多角形核酸ナノシェイプの汎用性の高いツールキットの。様々なトポロジーを持つ多様なDNAモジュールのクリーンな組み込みは、RNA-DNAハイブリッドフレームワークの驚異的な堅牢性を証明しています。デザインとスクリーニング戦略は、分子認識、センサーや触媒開発、タンパク質相互作用研究などのアプリケーションのためのプログラマブルなプラットフォームとしてのRNA-DNAハイブリッドナノシェイプの体系的な開発を可能にします。

DNA and RNA have emerged as a material for nanotechnology applications that take advantage of the nucleic acids' ability to encode folding and programmable self-assembly through mainly base pairing. The two types of nucleic acid have rarely been used in combination to enhance structural diversity or for partitioning of functional and architectural roles. Here, we report a design and screening strategy to integrate combinations of RNA motifs as architectural joints and DNA building blocks as functional modules for programmable self-assembly of a versatile toolkit of polygonal nucleic acid nanoshapes. Clean incorporation of diverse DNA modules with various topologies attest to the extraordinary robustness of the RNA-DNA hybrid framework. The design and screening strategy enables systematic development of RNA-DNA hybrid nanoshapes as programmable platforms for applications in molecular recognition, sensor and catalyst development as well as protein interaction studies.