DNA链位移驱动的可控DNA亚瓷砖自组装策略

本文是一篇研究论文，发表于《计算与理论纳米科学》杂志，卷12，2015年，探讨了通过脱氧核糖核酸（DNA）链位移实现的可控DNA亚瓷砖自组装。作者是Yanfeng Wang、Taotao Zhao、Xiaolong Shi、Mengmeng Li和Guangzhao Cui，分别来自中国郑州轻工业大学和华中科技大学。 研究的核心内容聚焦在设计并利用DNA分子的序列特性和 Strand Displacement (SD)（即DNA链替换）机制，实现了对DNA亚瓷砖组装过程的精确控制。DNA子瓷砖，即基本的DNA结构单元，被设计成可以按照特定顺序和时间序列与相邻单元相互结合。这个过程是由Visual DSD软件进行编码、编译和模拟的，这是一种用于设计和预测DNA分子行为的工具。 通过模拟结果显示，四种不同的DNA子瓷砖在特定的时序控制下依次与邻近的子瓷砖结合，每个结合过程之间存在确定的时间延迟。这种可控性使得DNA能够像积木一样，按照预设的指令有序地组装成具有四臂的DNA瓷砖，这在纳米级构建和自组装系统中具有潜在的应用价值，比如生物传感器、药物递送系统以及纳米机械臂等领域。 这项工作的重要性在于，它将基础的DNA生物学原理与精密的计算机辅助设计相结合，展示了DNA作为分子级别的编程工具的可能性。它不仅扩展了我们对DNA自组装的理解，也为未来的纳米技术提供了新的设计策略和操控手段。此外，对于那些致力于开发基于DNA的复杂纳米结构和功能器件的科研人员来说，这篇研究为他们提供了一种新的方法来实现精细的结构构建和功能调控。