新型纳米力学成像探针实现原子力显微镜下DNA的直读检测和高分辨成像

本文摘要:近日,中国科学院上海应用于物理研究所物理生物学研究室与上海交通大学、南京邮电大学合作,基于DNA纳米技术发展了一系列DNA折纸结构并作为纳米力学光学探针,构建了原子力显微镜下对基因组DNA的直读检测和高分辨光学。涉及结果公开发表于《大自然-通讯》(NatureCommunications2017,8,14738)。 DNA折纸结构是利用DNA碱基有序筛选原则,通过程序性设计将M13DNA在上百条DNA短链的辅助下拉链成登录几何形状。

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近日,中国科学院上海应用于物理研究所物理生物学研究室与上海交通大学、南京邮电大学合作,基于DNA纳米技术发展了一系列DNA折纸结构并作为纳米力学光学探针,构建了原子力显微镜下对基因组DNA的直读检测和高分辨光学。涉及结果公开发表于《大自然-通讯》(NatureCommunications2017,8,14738)。

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DNA折纸结构是利用DNA碱基有序筛选原则,通过程序性设计将M13DNA在上百条DNA短链的辅助下拉链成登录几何形状。上海应物所博士张宏陆等在研究员樊春海指导下,并与晁洁、师咏勇等合作,通过设计DNA折纸结构作为原子力显微镜的纳米力学光学探针,在单分子水平下构建了对DNA分子的特异性标记和单核苷酸变异性(SNP)的直读检测。相比于基于荧光光学的直读方法,这种新技术将分辨率提高一个数量级,可超过近超强光学散射无限大的10纳米辨别。基于DNA纳米折纸结构设计的探针为原子力显微镜的图像提供获取了准确的标尺和非常丰富的自由选择,为遗传分析等生物学应用于获取了新的工具。

更进一步,他们还将该方法与之前发展的纳米PCR和单倍型分析技术(NatureNanotechnology2011,6,639)融合,构建了单分子水平的遗传样本单倍型分析。这种单分子水平的单倍型分析通量低,可靠性好,未来将会用作不易感基因的找到、疾病相关基因的检验和药物设计等方面。


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