15、基于DNA折纸术的生物应用：从分子检测到癌症治疗

基于DNA折纸术的生物应用：从分子检测到癌症治疗

1. 机械DNA折纸术在生物检测中的应用

1.1 动态DNA纳米结构用于分子检测

机械DNA折纸术在生物应用领域展现出了巨大的潜力，尤其是在分子检测方面。研究人员设计并构建了多种能够响应特定分子的DNA折纸纳米结构。
- 剪刀型机械DNA折纸 ：这种结构能够捕获特定分子，当捕获到目标分子时，其两个臂会闭合，夹住分子，从而实现对单个目标分子的检测。
- 菱形DNA折纸纳米执行器 ：其构象会根据特定DNA链调整的链长而改变。该纳米执行器可作为纳米传感器，对离子、限制酶或特定RNA链做出响应。

1.2 分子相互作用的表征

机械DNA纳米结构还可用于表征分子相互作用。为了理解控制基因组结构的高阶染色质构象，核小体关联的能量景观非常重要。研究人员使用镊子型DNA折纸整合两个核小体，测量它们之间的相互作用力。这种可重构的DNA折纸可作为力谱仪，以亚纳米分辨率进行测量。通过电子显微镜测量两个核小体之间的距离，发现相对核小体取向不影响核小体相互作用，但组蛋白H4乙酰化和组蛋白尾巴的去除会显著削弱这种相互作用。这种力谱学为高分辨率研究分子相互作用的物理性质提供了强大工具。

以下是机械DNA折纸在生物检测中的应用总结表格：
| 应用类型 | 结构类型 | 工作原理 | 检测对象 |
| — | — | — | — |
| 分子检测 | 剪刀型机械DNA折纸 | 捕获目标分子时两臂闭合 | 单个目标分子 |
| 分子检测 | 菱形DNA折纸纳米执行器 | 构象随特定DNA