新型超分辨显微镜首次将DNA纳米结构形象化学术资讯

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▲超分辨率显微镜。利用DNA涂料技术，可以将DNA纳米结构中的所有DNA片段单独呈现出来。

“DNA折纸”指的是一种具有纳米精度的复杂分子结构的设计和自组装方法，在基础生物学和生物物理研究中具有广阔的应用前景。该技术利用已知序列的单链DNA分子之间的碱基配对相互作用，生成复杂的三维纳米结构。研究人员已经开始使用DNA折纸技术来开发功能性的纳米材料。其中，对装配过程进行监测的能力是至关重要的。

目前，由慕尼黑大学的实验物理学教授、?Max Planck生物化学研究所的分子成像和生物技术实验室负责人Ralf Jungmann领导的研究小组在这方面取得了突破性进展。研究小组发现了一种超分辨显微镜的新模式，它能使这些纳米结构中所有的片段结构实现单独的可视化，该成果在线发表于最新一期的《自然通讯》上。研究认为，通常情况下，装配是一种稳健的方式，但某一特定链的有效结合的概率取决于其目标序列在不断增长的结构中的精确位置。

DNA折纸结构通过允许一种长单链DNA分子以一组较短的“短纤维”链来进行相互作用。后者与支架链的特定延伸（互补），逐步将目标物折叠成所需的形式。借助一种名为DNA涂料的超分辨率技术，研究人员能够以超高的空间分辨率将纳米结构形象化，从而使纳米结构中的每一束都能成像。

顾名思义，DNA涂料技术本身也利用DNA之间相互作用的特异性。“通过对单个荧光图像中的信息进行比较，可以得到更高的分辨率，从而可以对整个结构进行详细的检测。” 文章作者之一Maximilian Strauss解释道。

DNA涂料法得到的结果表明，几个物理参数的变化（例如结构形成的整体速度）对装配过程的整体质量影响很小。然而，虽然其效率可以通过使用附加短纤维来增强，但并非所有的链都能在纳米颗粒中找到。因此，DNA涂料法提供了一种优化DNA纳米结构的方法。此外，作者认为该技术在定量结构生物学领域具有巨大的潜力，可以使研究人员能够直接测量抗体、细胞蛋白质和核酸的标签效率等重要参数。

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编译：Coke 审稿：三水编辑：张梦

来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180424112855.htm