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Assembly of Cytoskeletal Filaments01:18

Assembly of Cytoskeletal Filaments

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Cytoskeletal filaments are polymeric forms of smaller protein subunits. However, individual cytoskeletal filaments may easily disassemble or associate with other similar filaments to form rigid structures. Microfilaments, made of actin monomers, rely on actin-binding proteins to form bundles and create networks of individual actin filaments. Microtubules rely on microtubule-associated proteins (MAPs) to form sturdy cylindrical structures. However, the proteins involved in forming complex...
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Assembly of Complex Microtubule Structures01:32

Assembly of Complex Microtubule Structures

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Complex microtubule structures are present in resting cells and in dividing cells. In resting cells, they are responsible for maintaining the cellular architecture, tracks for intracellular transport, positioning of organelles, assembly of cilia and flagella. They mediate the bipolar spindle assembly for chromosomal segregation and positioning of the cell division plate in dividing cells. The formation of microtubule complex structures depends on the cell type, cell stage, and cell function.
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Luvena L Ong1,2, Nikita Hanikel1, Omar K Yaghi1

  • 1Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University, Boston, Massachusetts 02115, USA.

Nature
|December 9, 2017
PubMed
まとめ

この研究では 長いDNAブロックを導入し 構造を自律的に組み立てられるようにしました これらのDNAナノ構造は ギガダルトンスケールに達し 精密な3D彫刻と 様々な科学分野での応用を可能にします

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科学分野:

  • ナノテクノロジー
  • 合成生物学
  • 構造生物学

背景:

  • DNAやRNAのような核酸は 複雑なナノ構造を作るのに利用されます
  • DNA・オリガミは 強力ですが 大きな構造の ストランドの長さに問題があります
  • DNAブロックは ナノ構造の自己組み立て方法を提供します

研究 の 目的:

  • 大規模なDNAナノ構造を作るためのスケーラブルな方法を開発する.
  • DNAブロックの設計の限界を 克服するために
  • 先進的な3D分子彫刻の 可能性を示すために

主な方法:

  • セルフアセンブリのためのより長い13核酸結合ドメインを持つDNAブロックを使用した.
  • ギガダルトン規模の3次元ナノ構造を設計し組み立てました
  • 精密な3D彫刻のためのDNAブロックを使って 分子キャンバスを作りました

主要な成果:

  • 何万ものユニークな部品から 0.1-1ギガダルトンのDNAナノ構造を 組み立てることに成功しました
  • 約3万個のDNAブロックで 0.5ギガダルトンの立方体を作りました
  • 文字とテディベアを含む 複雑な3Dの形状の作成を DNAレンガベースの分子キャンバスで示しました

結論:

  • より長いDNAブロックは より大きく より複雑なDNAナノ構造の作成を可能にします
  • 先進的なナノテクノロジーのための DNA オリガミに代わる 拡張可能なアプローチです
  • 開発された分子キャンバスは,正確な3D分子設計と機能的なコンポーネントの位置付けの可能性を開きます.