三角形のDNA折り紙タイル

DNA折り紙張りは、ビルディングブロックとしてフラットDNA折り紙構造を使用して、複雑な分子パターンと形状を作成する方法を提供します。正方形のタイルは、マイクロメータースケールアレイを構築し、確率的または決定論的戦略を使用してパターンを生成するために開発されています。ここでは、DNAタイルの設計空間を濃縮し、自己組織化アレイの形状を2Dから3Dに拡張するための補完的なアプローチとして三角形のタイルを示します。完全に対称的なタイル設計で結合特異性を最大化するための計算アプローチを導入し、菱形トライアコンタンに似た20タイル構造を構築します。タイルエッジデザインのタイル濃度、マグネシウム、折りたた対称などの単純な方法を使用して、3D構造と2D構造間の制御された遷移を示します。これらのアプローチを使用して、固定されていない設計サイズを備えた2Dアレイを作成します。エッジ設計のプログラマ性と構造の柔軟性により、三角形のDNA折り紙は、人工分子機械と製造されたナノデビスにおける複雑な自己組織化と再構成のための理想的なビルディングブロックになります。

DNA origami tilings provide methods for creating complex molecular patterns and shapes using flat DNA origami structures as building blocks. Square tiles have been developed to construct micrometer-scale arrays and to generate patterns using stochastic or deterministic strategies. Here we show triangular tiles as a complementary approach for enriching the design space of DNA tilings and for extending the shape of the self-assembled arrays from 2D to 3D. We introduce a computational approach for maximizing binding specificity in a fully symmetric tile design, with which we construct a 20-tile structure resembling a rhombic triacontahedron. We demonstrate controlled transition between 3D and 2D structures using simple methods including tile concentration, magnesium, and fold symmetry in tile edge design. Using these approaches, we construct 2D arrays with unbounded and designed sizes. The programmability of the edge design and the flexibility of the structure make the triangular DNA origami tile an ideal building block for complex self-assembly and reconfiguration in artificial molecular machines and fabricated nanodevices.