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混合DNA修饰的微管,DNA折纸和驱动蛋白连接体导致由驱动蛋白连接体连接的微管星状结构。该网络在添加ATP能量时动态收缩。(Matsuda K.等,纳米字母,4月30日,2019)
混合DNA修饰的微管,DNA折纸和驱动蛋白连接体导致由驱动蛋白连接体连接的微管星状结构。该网络在添加ATP能量时动态收缩。(Matsuda K.等,纳米字母,4月30日,2019)

摘要:
研究人员成功地利用DNA折纸在分子运动系统的大网络中制造出平滑肌样的收缩。一项可以应用于分子机器人的发现。

DNA折纸放大分子马达

东京,日本6月13日发布,二千零一十九

“我们成功地证明了生物分子运动系统的程序化自组装,”进行这项研究的日本和德国的研究人员写道。

生物分子运动系统,由纤维微管和运动蛋白动力蛋白组成,在细胞运输系统中起着至关重要的作用。科学家们相信他们可以在分子机器人技术中使用马达,但是从微小的分子中组装一个更大的系统仍然很困难。

在目前发表在《纳米快报》上的研究中,研究团队包括北海道大学的Akira Kakugo,关西大学的Akinori Kuzuya,东京理工学院的近谷明彦开发了一个DNA折纸和微管相结合的系统。DNA折纸是由六个DNA螺旋捆绑在一起形成的。混合这两种成分导致微管在DNA折纸上自我组装,形成星形结构。这种自组装是通过将互补的DNA链连接到每个成分上而实现的。

然后,研究小组设计了一种“运动蛋白连接器”,由四种从中心核心蛋白放射出来的运动蛋白组成。这些动觉素连接体将微管连接在一起,导致多个星形组件连接,形成一个更大的层次网络。

当三磷酸腺苷(ATP)时,储存和携带能量的分子,添加到系统中,Kinesin链接器移动,使微管网络在几分钟内动态收缩。研究人员称,这类似于平滑肌的收缩。

这种动态收缩只在DNA折纸出现时发生,指出了微管网络中分层装配的重要性。“进一步的研究可能导致使用DNA进行控制,生物分子马达的可编程自组装和收缩。这样的马达可以在分子机器人和微流体装置的微阀开发中找到应用,”AkiraKakugo说。

参考

作者:
Kento Matsuda1,阿里夫医学博士Rashedul Kabir2,Naohide Akamatsu3号,艾赛托1,石川3号,松山村3,奥利弗·迪泽尔4,马里兰州伊斯兰堡Sirajul 5,Yuichi Ohya3,5,Kazuki Sada1,2,Konagaya6秋子,Akinori Kuzuya3,5,*,和Akira Kakugo1,2,*
原纸标题:
人工平滑肌模型由DNA折纸纳米结构介导的层次有序微管aster组成。
日记:
纳米字母
多伊:
10.1021/acs.nanolett.9b01201外
隶属关系:
1高级化学科学与工程学院,北海道大学

2科学素养,北海道大学

3化学与材料工程部,关西大学

4化学和食品化学的敏锐性,德累斯顿理工大学

(五)创新科技研究开发组织;关西大学

6计算智能和系统科学部,东京理工学院

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近谷明彦教授

计算机学院,东京理工学院

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