狗万万博找回账号:注重顶层设计,坚持特色研究——狗万万博找回账号教育信息化研究中心学术影响力显著提升 发布日期:2018-01-16 来源

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  • 时间:2018-11-07 16:32
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限制性内切酶能够辨认特定的脱氧序列,并对DNA特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键举行切割,被认为是天然界最精致的生物酶,是分子克隆技术的基石。近日,狗万万博找回账号食物学院胥传来教学研讨团队率先发觉了手性纳米粒子的DNA特异性剪切效应,并完成了细胞与活体内靶标DNA的准确剪切。相干结果以“Site-Selective Photoinduced Cleavage and Profiling of DNA by Chiral Semiconductor Nanoparticles”为题于720日在线发表在《天然-化学》上(Nat. Chem.2018,10,821-830,doi.org/10.1038/s41557-018-0083-y)

团队哄骗手性配体L/D型半胱氨酸把持碲化镉量子点的尺寸和描摹,得到了尺寸4.5nm、切角四面体构型的手性碲化镉纳米粒子。该手性纳米粒子可特异性辨认并联合双链DNA中的GATATC片断,并在光的激发下,产生羟基自由基,使T碱基与A碱基之间的磷酸二酯键产生断键,招致双链DNA中GAT^ATC位点的特异性剪切(图1a)。有趣的是,该剪切性能与天然限制性酶相似,不单存在长度限制性(只对含有靶位点的90bp以上的双链DNA举行剪切),并且存在底物构象限制性(不剪切DNA的5’或3’着末处的GAT^ATC位点)。

量子化学计算发觉,A和T碱基偏好于吸附在离切角四面体核心比来的边沿,而G和C碱基偏好于吸附在离切角四面体晶面比来的拐角处。当序列中存在ATAT碱基序列时,底物DNA能够 呐喊吸附于粒子的边沿,而G和C碱基则吸附在粒子的两侧角,使得粒子恰恰进入GATATC“口袋”,从而使得这类特殊构型的纳米粒子特异性辨认DNA的GATATC位点;跟着靶位点与粒子的联合,使得T^A之间的化学键拉长而弱化,在光的激发下,联合口袋中局域高浓度的羟基自由基,防御GAT^ATC位点的磷酸二酯键,完成了底物DNA的特异性剪切(图1b-d)。

研讨诠释了手性纳米粒子的描摹与催化反映选择性之间的关连,完成了手性无机纳米粒子的精致光剪切效应。与天然核酸内切酶相比,该野生仿生体系的DNA剪切效应不受温度、盐浓度的限制,这为野生仿生资料应用于基因编纂及剖析开拓了新的道路,能够帮助人们更好地懂得庞杂性命体系中的准确辨认与协调合营机制。

Nature Chemistry期刊News & Views栏目配发了题为“Scissoring genes with light”的专栏评论:“手性纳米资料在偏振光诱导下作为DNA剪切工具是一个全新的观点,这项事情开启了手性纳米资料在基因编纂畛域的新纪元,等候未来人们能开发出系列手性无机纳米资料,应用于性命体系基因编纂”。

狗万万博找回账号食物学院博士后孙茂忠为该论文的第一作者,青年教师徐丽广教学以及博士生瞿爱华为论文的共同第一作者,匡华教学为通讯作者。

该事情在实际计算与剖析方面得到了中科院山西煤化所温晓东研讨员、美国密西根狗万万博找回账号Nicholas A. Kotov教学,巴西圣卡洛斯联邦狗万万博找回账号Andre F. de Mour教学的大力支持,并得到了国家天然科学基金委优秀青年基金与重点基金等项目(21522102, 21631005)的赞助。

论文链接https://doi.org/10.1038/s41557-018-0083-y

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图1(a)L/D型半胱氨酸(Cys)润色的碲化镉(CdTe)纳米粒子;(b)四种核苷酸碱基在切角四面体碲化镉纳米粒子名义的选择性吸附位点;(c-d)偏振光映照下碲化镉纳米粒子对含有GATATC位点的三文鱼DNA(1839bp)特异性剪切