[发明专利]一种树枝状DNA组装体的制备方法及其用途

说明书

本发明提供了一种树枝状DNA组装体，该结构的树枝状DNA组装体只需将组成其结构的所有寡聚核酸链在缓冲液中经过一步混合退火制得。本发明还提供了一种该树枝状DNA组装体作为分子载体在成像、诊断和治疗中的用途。本发明的优点在于:通过对单链DNA混合物进行一步退火处理即可得到结构精确可控的树枝状DNA组装体。

技术领域

本发明涉及一种树枝状DNA组装体的制备方法及其用途，属于生物医药技术领域。

背景技术

2004年Dan Luo研究课题组首次报道了树枝状DNA的组装结构和方法(NatureMaterials 2004,3,38)，之后经过一些列的改进(Biomacromolecules 2015,16,1095；AcsNano 2014,8,6171；Angew.Chem.Int.Ed.2012,124,11433)，形成了现有的树枝状DNA组装体(DNAdendrimer)的方法。已有的技术通过三条单链DNA(20mM每条链)在磷酸盐缓冲溶液中(50mM,pH 8.0，with NaCl 100mM)升温到95℃，再以1℃/min的降温速率，降温到4℃，从而自组装(图1A)成基本的结构单元Y₀，Y₁，Y₂，Y₃。之后，经过一步一步的组装方法(step-by-step)，分别室温混合Y₀和Y₁(数量比1：3)1小时，得到第一代DNAdendrimer(G₁)；室温混合G₁和Y₂(数量比1：6)1小时，得到第二代DNAdendrimer(G₂)；室温混合G₂和Y₃(数量比1：12)1小时，得到第三代DNA dendrimer(G₃)，示意图和产物结构如图1B所示。该设计方法中Y₀的末端三个多余单链DNA序列一致；Y₁，Y₂，Y₃的末端三个多余单链DNA序列，其中一个为与Y_n-1互补配对，另外两个序列一致且与Y_n+1的同样位置互补配对；而Y型重复单元的双链部分，对于Y₀，Y₁，Y₂，Y₃可以全部一样，也可以是不同序列。

上述方法主要有两个不足之处：

1.需要先制备基本单元(Y结构)，再分步组装成DNAdendrimer，过程繁琐，不适用于产业化制备；

2.制备出的最终产物是具有特定三维结构的刚性分子，因而不适用于需要柔性结构应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种树枝状DNA组装体的制备方法及其用途。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种树枝状DNA组装体的制备方法，其包括如下步骤：

将若干条单链DNA混合于缓冲液中，升温至90℃后，以不超过3.6℃/min的速率降温至4℃，得到所述树枝状DNA组装体。

作为优选方案，所述短链DNA在缓冲液中的浓度以树枝状DNA组装体在缓冲液中的浓度为1nM～100mM为标准设置。

短链DNA的序列可以完全不同，这样得到的产物是各向异性的；短链DNA的序列也可以部分相同，这样得到的产物结构对称。制备该类树枝状组装体所需要的最少短链DNA个数为每代4条DNA，在这种情况下，第n代结构与第n-1代相连区域的序列为统一的两种(一种5’到3’,一种3’到5’)，与第n+1代相连的区域序列也是统一的两种一种5’到3’,一种3’到5’)。