اوریگامی رایانه ای نانولوله های DNA از اسکافولد مصنوعی با استفاده از شبیه ساز CADNano

مبنای کار در اوریگامی DNA، دو ویژگی خودبازیابندگی و آدرس پذیری این ملکول است. مهندسی پذیر بودن این دو ویژگی امتیازی است که در رویکرد اوریگامی DNA داربستی شده- برای طراحی ساختارها در مقیاس نانو - استفاده می شود. در طراحی این نانوساختارها، یک رشته ی طویل DNA، به عنوان اسکافولد یا داربست سازه مورد استفاده قرار می گیرد و با اتصال صدها رشته ی الیگونوکلئوتیدی کوتاه به عنوان گیره (استیپل)، تاخوردگی و شکل گیری مناسب اسکافولد را تامین می نماید. تعیین توالی گیره ها، با توجه به توالی ناحیه ی اسکافولد مکمل با آن، انجام می شود. در اینجا ما از نرم افزارHoney Comb Lattice CADNano، که یکی از پرکاربردترین نرم افزارها در طراحی اوریگامی است، برای شبیه سازی رایانه ای نانولوله های 6DNA رشته ای با طول 34 نانومتر، استفاده کردیم. توالی داربستی که در این طراحی مورد استفاده قرار گرفته است، قطعه ای DNA می باشد که از تکرار متوالی یک قطعه ی 21 نوکلئوتیدی تشکیل شده است. توالی گیره های مورد نیاز برای ایجاد این نانولوله ها، در پروسه ی طراحی اوریگامی، به عنوان برون داد نرم افزار در اختیار ما قرار گرفت. گیره های بدست آمده از لحاظ توالی شباهت زیادی به هم داشتند و اختلاف آنها تنها در حدود چند نوکلئوتید بود. مضاف اینکه همترادفی توالی گیره ها با یکدیگر در برنامه ی Megalign، وجود نواحی مشابه با طول بالا را در این توالی ها نشان داد؛ که گاهی شباهت دو نوع توالی استیپل به حدی بود که تمایز آنها به واسطه ی یک نوکلئوتید انجام می گرفت. وجود نواحی مشترک، درصد بالای شباهت و اختلاف کم در حدود 1 یا 2 نوکلئوتید در بین توالی گیره ها، باعث کاهش میزان اختصاصیت اتصال این رشته ها به نواحی پیش بینی شده در اسکافولد طی فرآیند خودبازیابندگی می شود و در نتیجه بازده ی پروسه ی اوریگامی کاهش پیدا می یابد. در اینجاست که اهمیت بالا بودن درصد ناهمگنی (هتروژنسیتی) در توالی داربست انتخاب شده برای فرآیند اوریگامی DNA مطرح می شود و از اینروی تاکنون ژنوم فاژ M13mp18 بدلیل دارا بودن این ویژگی، به عنوان بهترین کاندید برای رشته ی اسکافولد مطرح است.

Keywords:

نانولولهDNA , خودبازیابندگی , همترادفی , داربست , اوریگامی DNA