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袁若教授课题组在《Chemical Science》上连续发表两篇智能DNA纳米技术新成果
发布时间: 2020-03-25 15:55:15   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

近日,我校化学化工学院袁若教授团队在动态核酸结构方面取得了重要进展,两篇相关工作连续发表于国际知名学术期刊《Chemical Science》。



第一个研究工作题目为:“Programmable mismatch-fueled high-efficiency DNA signal converter” ,该研究设计了一种可控的错配驱动的高效DNA信号转换器,并成功构建电化学生物传感器实现了对癌症标志物MiRNA的超灵敏检测。

无酶目标物循环放大(EFTRA)是一种核酸信号放大策略,由于缺乏精确而灵敏的方法,对EFTRA的转换效率的准确测定仍是一个挑战,进一步限制了对其固有性质和拓展应用的探索;同时,提高EFTRA的转换效率是另一个重要目标,有助于开拓核酸信号放大策略在临床诊断,生物研究、纳米生物技术和生物工程方面的优越性和适用性。该研究借助DNA四面体结构具有刚性,化学物理稳定性和直立性的优越特性,设计了一种简单的DNA四面体纳米探针(DTNP),借此可以精确监测EFTRA的转换效率。另一方面,该研究在反应物DNA中巧妙地引入合适的错配碱基自由能驱动,显著提高了其转换效率。


博士生张晓龙为论文第一作者,袁若教授,卓颖教授和柴雅琴教授为共同通讯作者,西南大学为第一通讯单位。

第二个研究工作题目为:“A well-directional three-dimensional DNA walking nanomachine that runs in an orderly manner”,该工作设计了一个三维(3D) DNA纳米步行器,创新地构建了一个功能化的3D DNA轨道,使得DNA步行器方向可控、有序的沿轨道行走执行检测或药物输送。

作为DNA纳米机器的一员,DNA纳米步行器将化学能转化为动能进行移动,其因具有自动性和可控性而备受关注。整合一维和三维纳米步行器的优势,开发一种不仅具有较高执行能力,而且具有较好的可控性和方向性的新型DNA纳米机器充满了挑战。该研究直接利用沃森-克里克碱基对,通过设计特定的出发位点和均匀的行走步伐来为DNA walker提供明确的行走方向和路径,构建了一个有序运行的3D DNA纳米步行器。原则上,我们的设计有利于逐步和程序化的执行目标任务,如特定的复合产物合成和货物传递。


硕士生蒋洁为论文第一作者,袁若教授及陆军军医大学的彭侃夫教授为共同通讯作者,西南大学为第一通讯单位。

以上两个研究工作均得到了国家自然科学基金、双一流学科建设经费和中央高校基本科研基金的支持。

论文链接: 

https://doi.org/10.1039/C9SC05084A 

https://doi.org/10.1039/C9SC06328E