DNAによるDNA機能化リポソームのプログラム可能なアセンブリ

バイオノテクノロジーには、ナノ材料の構造と特性の両方を制御するための生体分子の使用が含まれます。最も研究されている例の1つは、金ナノ粒子（AUNP）などの無機ナノ粒子のDNA指向アセンブリです。しかし、リポソームなどのDNA結合軟ナノ粒子に関する系統的な研究はまだ不足しています。ここでは、AUNPのDNA方向アセンブリと直接比較するために、リポソームサイズ、電荷、流動性、組成、DNAスペーサー、リンカーDNA配列、塩濃度の関数として、プログラム可能なアセンブリとDNA結合リポソームの系統的特性評価を報告します。AUNPSのアセンブリと同様に、リポソームでは、融解曲線の最初の誘導体がハーフマキシマム（FWHM）での融解曲線の最初の誘導体がテストされたリポソームのすべてで1°C以下であり、配列特異的なリポソームの1°C以下であるという鋭い融解遷移が観察されました。DNA検出。リポソームのサイズ、電荷、流動性などのパラメーターは、DNA融解温度にほとんど影響を与えないことがわかりました。Cryo-TEMの研究では、プログラム可能なアセンブリが得られること、およびリポソームの大部分が組み立てられた状態で球状の形状を維持することが示されました。リポソームとAUNPシステムは多くの面で類似していますが、それぞれの物理的特性によって説明できる重要な違いもあります。

Bionanotechnology involves the use of biomolecules to control both the structure and property of nanomaterials. One of the most studied examples is DNA-directed assembly of inorganic nanoparticles such as gold nanoparticles (AuNPs). However, systematic studies on DNA-linked soft nanoparticles, such as liposomes, are still lacking. We herein report the programmable assembly and systematic characterization of DNA-linked liposomes as a function of liposome size, charge, fluidity, composition, DNA spacer, linker DNA sequence, and salt concentration for direct comparison to DNA-directed assembly of AuNPs. Similar to the assemblies of AuNPs, sharp melting transitions were observed for liposomes where the first derivative of the melting curve full width at half-maximum (fwhm) is equal to or less than 1 °C for all of the tested liposomes, allowing sequence specific DNA detection. We found that parameters such as liposome size, charge, and fluidity have little effect on the DNA melting temperature. Cryo-TEM studies showed that programmable assemblies can be obtained and that the majority of the liposomes maintained a spherical shape in the assembled state. While liposome and AuNP systems are similar in many aspects, there are also important differences that can be explained by their respective physical properties.