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Triangular DNA Origami Tilings
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2018-12-04 , DOI: 10.1021/jacs.8b10609 Grigory Tikhomirov 1 , Philip Petersen 2 , Lulu Qian 1, 3
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2018-12-04 , DOI: 10.1021/jacs.8b10609 Grigory Tikhomirov 1 , Philip Petersen 2 , Lulu Qian 1, 3
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DNA origami tilings provide methods for creating complex molecular patterns and shapes using flat DNA origami structures as building blocks. Square tiles have been developed to construct micrometer-scale arrays and to generate patterns using stochastic or deterministic strategies. Here we show triangular tiles as a complementary approach for enriching the design space of DNA tilings and for extending the shape of the self-assembled arrays from 2D to 3D. We introduce a computational approach for maximizing binding specificity in a fully symmetric tile design, with which we construct a 20-tile structure resembling a rhombic triacontahedron. We demonstrate controlled transition between 3D and 2D structures using simple methods including tile concentration, magnesium, and fold symmetry in tile edge design. Using these approaches, we construct 2D arrays with unbounded and designed sizes. The programmability of the edge design and the flexibility of the structure make the triangular DNA origami tile an ideal building block for complex self-assembly and reconfiguration in artificial molecular machines and fabricated nanodevices.
中文翻译:
三角形 DNA 折纸拼贴
DNA 折纸拼贴提供了使用平面 DNA 折纸结构作为构建块来创建复杂分子图案和形状的方法。方形瓷砖已被开发用于构建微米级阵列并使用随机或确定性策略生成图案。在这里,我们展示了三角形瓷砖作为一种补充方法,用于丰富 DNA 瓷砖的设计空间并将自组装阵列的形状从 2D 扩展到 3D。我们引入了一种在完全对称的瓷砖设计中最大化结合特异性的计算方法,我们构建了一个类似于菱形三角面体的 20 个瓷砖结构。我们使用简单的方法展示了 3D 和 2D 结构之间的受控过渡,包括瓷砖边缘设计中的瓷砖浓度、镁和折叠对称。使用这些方法,我们构造具有无界和设计大小的二维数组。边缘设计的可编程性和结构的灵活性使三角形 DNA 折纸瓷砖成为人工分子机器和制造纳米器件中复杂自组装和重新配置的理想构建块。
更新日期:2018-12-04
中文翻译:
三角形 DNA 折纸拼贴
DNA 折纸拼贴提供了使用平面 DNA 折纸结构作为构建块来创建复杂分子图案和形状的方法。方形瓷砖已被开发用于构建微米级阵列并使用随机或确定性策略生成图案。在这里,我们展示了三角形瓷砖作为一种补充方法,用于丰富 DNA 瓷砖的设计空间并将自组装阵列的形状从 2D 扩展到 3D。我们引入了一种在完全对称的瓷砖设计中最大化结合特异性的计算方法,我们构建了一个类似于菱形三角面体的 20 个瓷砖结构。我们使用简单的方法展示了 3D 和 2D 结构之间的受控过渡,包括瓷砖边缘设计中的瓷砖浓度、镁和折叠对称。使用这些方法,我们构造具有无界和设计大小的二维数组。边缘设计的可编程性和结构的灵活性使三角形 DNA 折纸瓷砖成为人工分子机器和制造纳米器件中复杂自组装和重新配置的理想构建块。