Konstruktion, montering och kontroll av en 2D DNA Origami nanostrukturen (1 / 9 steg)

Steg 1: Design i Cadnano

Standard DNA Origami är utformad i ett program som heter cadnano.

cadnano förenklar och förbättrar processen att utforma tredimensionella DNA origami nanostrukturer. Genom dess användarvänliga 2D och 3D gränssnitt påskyndar det skapandet av godtyckliga konstruktioner. De inbäddade reglerna inom cadnano parat med finita Elementanalys utförs av cando, ge relativ säkerhet stabilitet av strukturerna.

För att visa hela processen av design för montering och kontroll, valde vi att bygga en DNA Origami nanostrukturen Autodesk-logotypen.

Mål konstruktionen byggdes i cadnano version 2. Konstruktionen består av 39 rader med en enda byggnadsställning ordnade i 1 kolumn på en kvadratisk matris.

Designen var exporteras som en cadnano .json fil som innehåller strukturinformationen som och en CSV-fil som innehåller krampa strand sequence data för beställning.

Byggnadsställning

En byggnadsställning längd av 3818 nucleotides behövdes för denna design, så vi använde M13mp18 viral ssDNA som byggnadsställning sekvens. Medan denna sekvens är 7249 nukleotider, bör den oanvända delen inte störa byggandet men vi insåg senare att det vore bättre att använda det helt. Ställningen var dirigerat igenom designen med metoden efter halva söm auto-byggnadsställning med mitten av sömmen ligger mellan position [135] och [136]. Längden på menyfliken Autodesk logotypen var inställd på ~ 40-50 basepairs. Mitten av skarv av design delas på mitten för att skapa uppdelningen i A och ställningen av varje band därför består i raster-stil. Eftersom ställningen består i en enda kolumn, ske de enda byggnadsställning delningsfilter i förfarandet och efter cell av fyrkantiga nätet.

Staples

111 krampa strands genererades genom cadnano auto häfta funktion och manuell redigering. Autofunktionen krampa används initialt och producerade häftklamrar med långa längder. Dessa klammer bröts upp manuellt med hjälp av cadnano nick funktionen för att producera staples mellan 20-50 basepairs med minst 4 bundna basepairs intill delningsfilter. Efter dessa operationer hamnade vi med häfta strängar med en genomsnittlig längd på 36,5 basepairs med en minsta längd på 18 basepairs och en maximal längd av 50 basepairs. För att undvika stapling interaktioner på ytterkanterna av konstruktionen, skapades fyra nukleotid basepair svansar med hjälp av en poly-T sekvens. På grund av den cadnano design väven motsvarar en viss inriktning av DNA spiraler, var det nödvändigt att justera var att placera hela raster design på det gallret för att optimera antalet krampa cross overs och därmed öka stabiliteten. Vi fann att för denna design, anger mittpunkten för construct till position [135] fungerade bra.