自组装DNA纳米材料结构与功能的研究
诸兵
学位类型博士
导师陈楠
2017
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词Dna纳米材料 结构与功能 转录调控 免疫原性 生物医药
摘要DNA纳米材料是DNA通过碱基互补配对自组装形成的DNA纳米结构。随着对DNA热动力学的认知,我们可以通过合理的设计精确的控制DNA纳米材料的形状和尺寸。DNA是生物遗传信息的携带者,几乎所有的生物体内都含有DNA,所以DNA纳米结构具有较好的生物相容性。随着DNA合成成本不断下降和质量不断提高,DNA纳米结构的优势更加突出,在生物医药领域得到广发的研究。但是,DNA纳米结构的研究大多注重于结构本身。而DNA作为遗传信息的载体,其自身的生物学功能却很少在DNA纳米材料中体现。本论文的主要研究内容是基于DNA纳米材料的可设计性,研究其结构与生物学功能之间的关系。主要的研究成果主要分为两部分。第一部分:DNA纳米材料的结构与DNA遗传功能的关系,包括第二章。第二部分为DNA纳米材料的结构与DNA医学功能的关系,包括第三张至第五章。第一部分,第二章研究了转录模板的结构与转录之间的关系,发现完整的T7启动子是转录的必要条件,而转录模板编码区呈现单链或折叠状态并不会影响转录。基于这一发现,我们将传统的转录模板制备成DNA纳米结构,并且通过调节转录模板中T7启动子区域的结构变化调控转录。第二部分包括三章,第三章我们以DNA四面体为基元制备了不同尺寸的DNA纳米结构,并研究了结构尺寸与细胞摄取的关系,发现较大尺寸的DNA纳米结构更有利于被细胞摄取。通过两种不同的给药模式研究了DNA纳米结构的尺寸与免疫刺激的关系,证明大尺寸的DNA纳米结构对细胞的免疫刺激较弱。第四章我们通过在单链DNA两端插入限制性内切酶BseGI识别序列,将其设计成简单的茎环结构,成功介导BseGI酶切,实现了单链DNA 100%磷酸化修饰。第五章研究了冷冻干燥后DNA纳米结构的结构完整性,证明在合适的Mg2+浓度下,DNA纳米结构冷冻干燥后的可以保持结构的完整性。加速老化实验进一步证明冷冻干燥后干粉状态的DNA纳米结构比溶液状态更稳定。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/27580
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
诸兵. 自组装DNA纳米材料结构与功能的研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2017.
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