DNA Lattices for the Study of Biological Processes

用于生物过程研究的 DNA 晶格

基本信息

  • 批准号:
    7098298
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-05-01 至 2010-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This project will involve the preparation of DNA monomer building blocks that contain metal-ligand central hubs tethering either four or six DNA sequences. Self-assembly of these monomers by complementary hybridization generates supramolecular DNA nanoscale or mesoscale lattices. Lattices differ fundamentally from DNA dendrimers or other DNA assemblies since each monomer building block attaches to the growing supramolecular structure at more than one defined site. The result of lattice assembly is a regular array of DNA sequences, similar to a macroscopic crystal. Both tetrahedral (diamond) and octahedral (cubic) lattices will be characterized by x-ray diffraction methods in collaboration with Prof. Loren Williams (Georgia Tech). Surface-bound lattices will provide the opportunity to study a variety of binding events. Monolayers or multiple layers of the lattice can be generated bound to a gold surface through terminal thiol residues. In collaboration with Prof. Rosina Georgiadis (Boston University), we will be able to study the rates and extents of monolayer formation, as well as the rates and extents of ligand or protein binding to the surface-bound lattices. Through hybridization of appropriate conjugates, it will be possible to create surface arrays of bound biologicals as well as non-biologicals such as fluorophores, nanoparticles and quantum dots. The metal centers of the lattices can be viewed as functional sites that are spaced regularly by the presence of the DNA arms of the lattice. To study the properties of such metal arrays we will prepare light harvesting arrays based upon multiple antennae to capture photons and then monitor the energy transfer process to a central porphyrin or ruthenium center. In collaboration with Prof. Torsten Fiebig (Boston College) we will characterize the intermediates, lifetimes and efficiencies of these processes. Finally, the regular pore structure should permit the sequestering or the timed release of macroscale Pharmaceuticals or other agents. We will characterize the pore structure and determine how porous these materials are to selected macromolecules or nanoparticles
描述(由申请人提供):该项目将涉及包含金属配体中心轮毂的DNA单体构建块,这些块绑定了四个或六个DNA序列。通过互补杂交对这些单体进行自组装产生超分子DNA纳米级或中尺度晶格。晶格从根本上与DNA树枝状聚合物或其他DNA组件有所不同,因为每个单体构建块都附着在一个以上定义的位点上附着在不断增长的超分子结构上。晶格组件的结果是常规的DNA序列,类似于宏观晶体。四面体(钻石)和八面体(立方)晶格的特征是X射线衍射方法与Loren Williams教授(Georgia Tech)合作。地面结合的晶格将为研究各种结合事件提供机会。单层或多层可以通过末端硫醇残基结合到金表面。与Rosina Georgiadis教授(波士顿大学)合作,我们将能够研究单层形成的速率和范围,以及配体或蛋白质与表面结合晶格的结合的速率和范围。通过合适的缀合物的杂交,可以创建结合生物学的表面阵列以及非生物学的表面阵列,例如荧光团,纳米颗粒和量子点。晶格的金属中心可以看作是通过晶格的DNA臂定期间隔的功能部位。为了研究此类金属阵列的性能,我们将根据多个天线捕获光子,然后监测到中央卟啉或氟森中心的能量传递过程。与托斯滕·菲比格(Torsten Fiebig)教授(波士顿学院)合作,我们将描述这些过程的中间人,寿命和效率。最后,常规的孔结构应允许隔离或定时释放宏观药品或其他药物。我们将表征孔结构,并确定这些材料对选定的大分子或纳米颗粒的多孔

项目成果

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