订核糖体模拟组装分子

自主创建了DNA分子机器,可以通过编程来组装各种天然和合成的长链分子构建模块。的工作增加的前景使得图书馆的新型合成高分子材料通过模仿核糖体,细胞内biomachinery,组装蛋白质——这一壮举铺平了道路智能材料和新药物。

程序控制低聚物合成使用合成ribosome-like分子机器之前取得的。在2013年,Lewandowski Bartosz和同事在大卫利的组演示了一个自治合成分子汇编——rotaxane环向下移动一个分子轨道捡积木,并让它们在序列。和大卫刘”美国哈佛大学年代集团开发了dna模板系统,执行类似的功能。然而,这些和其他方法往往需要一个外部信号来启动每个新反应,通常一次只做一个最终产品。

现在,研究人员设计了一种基于DNA分子汇编程序,只需要一套可编程DNA指令和一个引发剂分子开始bond-forming反应产生任何一种或多种低聚物在一锅反应。这是目前概念但安德鲁Turberfield英国牛津大学的小组,共同进行这项研究瑞秋O ' reilly华威大学的小组,说它有“巨大的潜力”。

Lewandowski,现在在苏黎世的瑞士联邦理工学院,说这是“前所未有的”能够程序组合装配系统的几种不同的序列。这提供了发展的另一个重要的一步合成分子机器的灵感来自于核糖体和能够执行程序,sequence-specific寡聚物的合成。

的团队使用发夹型DNA链被划分为“化学”或“指令”序列。化学发夹都连接到单个反应物-烯烃或肽构建块——都混在一起。指令发夹是编程-基于DNA序列来控制单体装配的顺序。当指令发夹和一个引发剂分子与化学发夹、混合DNA链自组装和杂交,将反应物带入近距离和协调-烯烃或肽键形成反应物之间所需的序列来产生不同的寡聚物三到七单元长。

更重要的是,每个低聚物仍标记的DNA链,包含一个创纪录的债券形成的序列在其代码。这意味着团队可以知道每个低聚物产品的精确结构——这是至关重要的信息筛选库功能分子的寡聚物,通过PCR扩增和测序DNA。

DNA杂交的编排的变化而“汇编”操作是美丽的和巧妙的,和最终产物似乎相当严格由输入程序,”刘说。这是其中一个最令人印象深刻的自治的例子,可编程有机合成。”