DNA自身具有良好的生物相容性,因此DNA納米管在藥物運載、生物反應器等方面有著可觀的應用前景。自從20世紀80年代DNA納米技術的概念提出以來,利用DNA模塊、DNA折紙及環狀DNA等多種方法都可實現DNA納米管的自組裝,但其尺寸均受到了嚴重限制,目前報道的DNA納米管直徑大多小于100nm。制備大尺寸DNA納米管一直是科學家們面臨的重大挑戰,因此,發展一種兼備系統性和通用性的DNA納米管構建策略尤為重要。

聚焦此問題,西安交大醫學部基礎醫學院生物化學與分子生物學團隊對于大尺寸DNA納米管自組裝進行了深入研究。研究發現,通過對DNA結構重復單元的剛性和曲率進行調節,可以構建不同直徑的納米管,范圍可從50nm 調節至550nm。實驗結果表明,剛性大、曲率小的DNA結構重復單元有利于大直徑納米管的生成。同時DNA雙鏈扭轉密度的調節實現了納米管手性的控制,為納米材料構建手性支架平臺奠定了良好的基礎。
相關成果以《基于DNA模塊的大尺寸手性納米管自組裝》(Large Chiral Nanotubes Self-Assembled by DNA Bricks)為題在線發表在生物化學材料等相關領域的國際頂級綜合性期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)(影響因子14.69)。孫莎博士為該研究成果第一作者及通訊作者,西安交通大學為第一作者和通訊作者唯一單位。
該項研究得到國家自然科學基金、中國博士后基金的資助。醫學部基礎醫學院李冬民教授及南京大學化學系朱進教授對該工作提供了重要幫助,臨床醫學本科生楊宇軒同學協助完成了部分工作。
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