DNAウォーカーのメカニズム、追跡方法、応用。A review

Mechanisms, methods of tracking and applications of DNA walkers: A review.

• Julián Valero Moreno

抄録

近年、DNAナノテクノロジーは、構造的なDNAナノアーキテクチャから、ダイナミックで機能的なナノデバイスの設計へとその範囲を拡大している。この進歩は、DNAナノマシンの高度なクラス、いわゆるDNAウォーカーの開発で明らかになった。これは、明確に定義された状態間の基本的なスイッチングを連続的な運動へと進化させたものです。キネシンのような自然界に存在するウォーカーにヒントを得て、DNAウォーカーの研究は、その動力源となる新しい方法を開発し、その歩行メカニズムと利点を調査することに焦点を当ててきました。また、単一分子としてのウォーカーをリアルタイムで可視化できる新しい技術により、ウォーカーの行動や性能についてより深い洞察を得ることができました。新しいDNAウォーカーの構築は、治療、ナノロボティクス、または計算機への応用に大きな可能性を秘めている。このレビューでは、最近報告されたDNAウォーカーの様々な例と、その性能の限界を押し広げた画期的な設計を取り上げます。また、ウォーカーナノシステムを調査するために使用されてきた技術についても言及し、これまでに探索されてきたアプリケーションについても議論する。

In recent years, DNA nanotechnology expanded its scope from structural DNA nanoarchitecture towards designing dynamic and functional nanodevices. This progress has been evident in the development of an advanced class of DNA nanomachines, the so-called DNA walkers. They represent an evolution of basic switching between distinctly defined states into continuous motion. Inspired by the naturally occurring walkers such as kinesin, research on DNA walkers has focused on developing new ways of powering them and investigating their walking mechanisms and advantages. New techniques allowing the visualization of walkers as single molecules and in real time have provided a deeper insight into their behavior and performance. The construction of novel DNA walkers bears great potential for applications in therapeutics, nanorobotics or computation. This review will cover the various examples and breakthrough designs of recently reported DNA walkers that pushed the limits of their performance. It will also mention the techniques that have been used to investigate walker nanosystems, as well as discuss the applications that have been explored so far.

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