Science Advances: 程序辅助设计任意二维形状DNA折纸图案

布鲁克文章推荐 第8期 

Bruker Journal Club

 文：布鲁克纳米表面仪器部门 郭鑫博士

利用DNA碱基互补配对的特性，DNA折纸技术让人们可以将一条长链DNA在纳米尺度折叠为任意形状，再用短链DNA将其固定成DNA折纸图案。之后发明的Wireframe技术让人们可以设计更加复杂的二维、三维以及具有内部纹路的DNA折纸图案。然而这些DNA折纸图案通常都是由纯手工设计，费时费力又容易出错。在这篇文章中，作者开发出一套可以生成任意DNA二维图案的操作流程。在自动化程序的辅助下，人们可以直接生成任意二维DNA折纸图案的相应DNA序列，大大降低生长DNA纳米结构所需的人力。

使用Wireframe技术，任意的框架结构或者指定内部纹路的结构都可以作为输入条件。程序根据输入的结构自动决定DNA长链的走向和交叉点位置，同时得到长度约为20—60个碱基的短链DNA序列。相应的caDNAno文件也会生成，可以根据自己的需要手动对设计进行微调。最后，将长链DNA和短链DNA一起退火生长得到所需的图案。

为了证明这一流程的有效性，作者设计了一大批不同形状的结构。例如不同顶点数的四边形、五边形、六边形图案。边长分别为4、6、8个DNA双螺旋周期数的不规则图案。框架相同，内部纹路不同的曲线图案。

文章中数量庞大的AFM图像表征是使用Bruker公司的Dimension FastScan原子力显微镜在“ScanAsyst in fluid”模式下使用ScanAsyst-Fluid+探针实现的。借助于FastScan的快速扫描能力和ScanAsyst模式的智能辅助功能，可以帮助研究者在最短的时间内用最简便的方法完成大量的原子力图像表征。

论文链接：

https://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaav0655

Bruker>

https://www.bruker.com/cn/products/surface-and-dimensional-analysis/atomic-force-microscopes/dimension-fastscan/overview.html

ScanAsyst Mode:

https://www.bruker.com/cn/products/surface-and-dimensional-analysis/atomic-force-microscopes/modes/modes/imaging-modes/scanasyst.html

ScanAsyst-Fluid+ Probe:

https://www.brukerafmprobes.com/p-3728-scanasyst-fluid.aspx