DNA Dendrimer-Based Directed 3D Walking Nanomachine for the Sensitive Detection and Intracellular Imaging of miRNA

化学 树枝状大分子 脱氧核酶 DNA A-DNA 生物物理学 DNA折纸 纳米技术 生物化学 生物 材料科学
作者
Xing Wang,Hongzhi Sun,Bojun Liu,Kemei Jiang,Zhaohui Li,Hong-Min Meng
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:94 (49): 17232-17239 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.2c03963
摘要

Taking advantage of the remarkable processivity and membrane penetrability, the gold nanoparticle (AuNP)-based three-dimensional (3D) DNA walking nanomachine has induced tremendous promise in molecular diagnostics and cancer therapy, whereas the executive ability of this nanomachine was eventually limited because of the disordered assembly between the walker and the track. Therefore, we developed a well-directed 3D DNA walking nanomachine by employing a DNA dendrimer as the track for intracellular imaging with high directionality and controllability. The nanomachine was constructed on a DNA dendrimer decorated with a substrate strand serving as the DNA track and a DNAzyme restrained by a locking strand as the walker. In this system, the distribution of the substrate strand and DNAzyme on the DNA dendrimer could be precisely regulated to achieve expected goals because of the specificity and predictability of the Watson-Crick base pairing, paving an explicit route for each walker to move along the track. Moreover, such a DNA dendrimer-based nanomachine owned prominent stability and anti-interference ability. By choosing microRNA-21 as a model analyte, the nanomachine was applied for the imaging of microRNA-21 in different cell lines and the monitoring of the dynamic microRNA-21 expression level in cancer cells. Therefore, we believe that this directed DNA walking nanomachine will have a variety of applications in molecular diagnostics and biological function modulation.
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