Angew Chem:首次发现DNA遗传密码能够决定金纳米颗粒结构

关键词:纳米颗粒,DNA,遗传密码,碱基,金,纳米种子

上海 2012年8月10日 讯 /生物谷BIOON/ --DNA持有所有类型生物分子和特征的遗传密码。但是美国伊利诺伊大学研究人员发现DNA遗传密码能够类似地影响金属结构。

金纳米颗粒是一种微小的金晶体,在医学、电子学和催化中有很多应用。它的性质是主要由它的形状和大小决定的。因此,针对一种特定应用对纳米颗粒的属性进行调整是非常至关重要的。

在一项新研究中,伊利诺伊大学教授Yi Lu领导的一个研究小组发现DNA片段能够指导金纳米颗粒形状的形成。研究小组将这个令人吃惊的发现发表在德国《应用化学》(Angewandte Chemie)期刊上。Lu说,DNA编码的纳米颗粒合成能够提供一种灵巧的新方法来生产形状和属性可预测的纳米颗粒。这一发现在生物纳米技术和我们的日常生活中有着潜在的应用价值。

论文第一作者Zidong Wang说,“我们想知道DNA序列的不同组合是否能够组成指导纳米材料合成的‘遗传密码’,就像它们指导蛋白合成那样。”
金纳米颗粒是通过播种微小的金种子到金盐溶液后,盐溶液中的金离子堆积到种子之上而形成的。在加金盐溶液之前,研究人员将金种子与DNA短片段孵育在一起,导致金颗粒生长成不同的形状,而且所产生的形状是由DNA的遗传密码所决定的。

DNA字母表是由A、T、C和G四个字母组成的。DNA遗传密码指的是这些被称作碱基的字母所组成的序列。这4种碱基和它们的组合与金纳米种子(nanoseed)的面之间的结合存在差别,因而能够指导这些纳米种子的生长途径,从而导致不同形状产生。

在这项实验中,研究人员发现重复性腺嘌呤(A)碱基序列产生粗糙的圆形金属纳米颗粒;重复性胸腺嘧啶(T)碱基序列产生星形结构;重复性胞嘧啶(C)碱基序列产生平面的圆盘;重复性鸟嘌呤(G)碱基序列产生六边形结构。接着,他们测试了由两种碱基的组合而产生的DNA链,比如由10个胸腺嘧啶和20个腺嘌呤组成的DNA链。他们发现在这些碱基中,尽管腺嘌呤要比胸腺嘧啶占据优势,但是很多碱基之间相互竞争而产生中间形状。

接下来,研究人员计划研究DNA遗传密码如何精确地知道纳米颗粒生长。他们也计划应用这种方法来合成其他类型的纳米材料以便用于新的用途。(生物谷:Bioon.com)

本文编译自Oh, my stars and hexagons! DNA code shapes gold nanoparticles

Discovery of the DNA “Genetic Code” for Abiological Gold Nanoparticle Morphologies

Dr. Zidong Wang, Longhua Tang, Li Huey Tan, Prof. Dr. Jinghong Li, Prof. Dr. Yi Lu

Different combinations of DNA nucleotides can control the shape and surface roughness of gold nanoparticles during their synthesis. These nanoparticles were synthesized in the presence of either homogenous oligonucleotides or mixed-base oligonucleotides using gold nanoprisms as seeds. The effect of the individual DNA bases and their combinations on shape control are shown in the figure.

(责任编辑:yan.mao)

分享到:
小编提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载!

    相关资料

    欢迎行业评论、发现、小道消息、官方爆料、采访约稿

    我要投稿   下载App支持编辑