DNA自己組織化における分子シャペロンとしてのインターカレーター

DNAインターカレーションは、多くの診断および治療用途を発見しました。ここでは、DNAナノ構造の誤差のない自己組織化を促進するためのツールとして、臭化エチジウムなどの単純なDNAインターカレーターの使用を提案します。臭化エチジウムは、DNAの自己組織化に影響を与え、オリゴマー側産物の形成を減らし、複数の平衡構造のライブラリを単一の生成物に収束させることができることを示しています。さまざまな2Dおよび3D-DNAシステムを使用して、インターカレーターがストランド端アライメントの調整のための強力な代替手段を提示し、完全に二重鎖で閉じた「閉じた」構造の形成を支持し、最小で最も安定した構造が形成される環境を作成することを実証します。新しい3D-DNAモチーフであるNinja Starは、この方法で定量的収量で自己組織化されました。さらに、臭化エチジウムは、インターカレーター特異的なスピンカラムと組み合わせたイソアミルアルコール抽出を使用して容易に除去することができ、それにより、所望のすぐに使用できるDNA構造が得られます。

DNA intercalation has found many diagnostic and therapeutic applications. Here, we propose the use of simple DNA intercalators, such as ethidium bromide, as tools to facilitate the error-free self-assembly of DNA nanostructures. We show that ethidium bromide can influence DNA self-assembly, decrease the formation of oligomeric side products, and cause libraries of multiple equilibrating structures to converge into a single product. Using a variety of 2D- and 3D-DNA systems, we demonstrate that intercalators present a powerful alternative for the adjustment of strand-end alignment, favor the formation of fully duplexed "closed" structures, and create an environment where the smallest, most stable structure is formed. A new 3D-DNA motif, the ninja star, was self-assembled in quantitative yield with this method. Moreover, ethidium bromide can be readily removed using isoamyl alcohol extractions combined with intercalator-specific spin columns, thereby yielding the desired ready-to-use DNA structure.