Сферические нуклеиновые кислоты (SNA) [1] представляют собой наноструктуры, которые состоят из плотно упакованных, высоко ориентированных линейных нуклеиновых кислот в трехмерной сферической геометрии. Эта новая трехмерная архитектура отвечает за многие новые химические, биологические и физические свойства СНС, которые делают ее полезной в биомедицине и синтезе материалов. СНС были впервые введены в 1996 году [2] группой Чада Миркина в Северо-Западном университете .
Структура и функции
Структура SNA обычно состоит из двух компонентов: ядра наночастиц и оболочки нуклеиновой кислоты . Оболочка нуклеиновой кислоты состоит из коротких синтетических олигонуклеотидов с концевыми функциональными группами, которые можно использовать для присоединения их к ядру наночастиц. Плотная загрузка нуклеиновых кислот на поверхность частицы приводит к характерной радиальной ориентации вокруг ядра наночастицы, что сводит к минимуму отталкивание между отрицательно заряженными олигонуклеотидами. [3]
Первая SNA состояла из ядра наночастиц золота с плотной оболочкой из 3'-концевых цепей ДНК с алкантиольными группами . [2] Повторные добавления противоионов соли использовались для уменьшения электростатического отталкивания между нитями ДНК и обеспечения более эффективной упаковки ДНК на поверхности наночастиц. С тех пор, серебро , [4] оксид железа , [5] диоксид кремния , [6] и полупроводниковой [7] материалы также были использованы в качестве неорганических ядер для СНА. Другие материалы ядра с повышенной биосовместимостью, такие как одобренные FDA полимерные наночастицы PLGA , [8] мицеллы , [9] липосомы , [10] и белки [11] , также были использованы для приготовления SNA. Одноцепочечные и двухцепочечные версии этих материалов были созданы с использованием, например, ДНК, LNA и РНК .
Одно- и двумерные формы нуклеиновых кислот (например, одиночные цепи, линейные дуплексы и плазмиды ) (рис. 1) являются важными биологическими механизмами для хранения и передачи генетической информации . Специфичность взаимодействий ДНК посредством пар оснований Уотсона-Крика обеспечивает основу для этих функций. Ученые и инженеры на протяжении десятилетий синтезировали и, в некоторых случаях, массово производили нуклеиновые кислоты, чтобы понять и использовать этот элегантный мотив химического распознавания. Способность нуклеиновых кислот распознавать может быть улучшена, если они расположены в сферической геометрии, что позволяет происходить поливалентным взаимодействиям. Эта поливалентность [ требуется дальнейшее объяснение ] , наряду с высокой плотностью и степенью ориентации, описанной выше, помогает объяснить, почему СНС проявляют другие свойства, чем их составляющие более низкой размерности (рис. 2).
Более двух десятилетий исследований показали, что свойства конъюгата SNA представляют собой синергетическую комбинацию свойств ядра и оболочки. Ядро служит двум целям: 1) оно придает сопряженному конъюгату новые физические и химические свойства (например, плазмонные, [2] каталитические, [12] [13] магнитные, [14] люминесцентные [15] ), и 2) оно действует. как каркас для сборки и ориентации нуклеиновых кислот. Оболочка нуклеиновой кислоты придает способность к химическому и биологическому распознаванию, которая включает большую силу связывания, [16] поведение кооперативного плавления, [17] более высокую стабильность, [18] и повышенное клеточное поглощение без использования агентов трансфекции [19] (по сравнению с та же последовательность линейной ДНК). Было показано, что можно сшить нити ДНК в их основании и впоследствии растворить неорганическое ядро с помощью KCN или I 2, чтобы создать безъядерную (полую) форму SNA (рис. 3, справа) [12], которая проявляет многие из тех же свойств, что и исходный конъюгат наночастиц золота поливалентной ДНК (рис. 3, слева).
Благодаря своей структуре и функциям, SNA занимают материальное пространство, отличное от ДНК-нанотехнологий и ДНК-оригами , [20] [21] [22] (хотя оба они важны для области программируемых материалов, управляемых нуклеиновыми кислотами [23] ). В ДНК-оригами такие структуры синтезируются посредством событий гибридизации ДНК. Напротив, структура SNA может быть синтезирована независимо от последовательности нуклеиновой кислоты и гибридизации, вместо этого их синтез зависит от образования химической связи между наночастицами и лигандами ДНК. Кроме того, ДНК-оригами использует взаимодействия ДНК-гибридизации для реализации окончательной структуры, тогда как SNA и другие формы трехмерных нуклеиновых кислот ( анизотропные структуры с треугольными призмами, стержнями, октаэдрами или ромбическими додекадэдрическими наночастицами) [24] используют наночастицы. core, чтобы упорядочить компоненты линейной нуклеиновой кислоты в функциональные формы. Именно ядро частицы определяет форму СНС. SNA также не следует путать с их одновалентными аналогами - отдельными частицами, связанными с одной цепью ДНК. [25] Такие структуры конъюгатов одноцепочечных наночастиц привели к интересным достижениям сами по себе, но не проявляют уникальных свойств СНК.
Приложения и социальная выгода
Регуляция внутриклеточных генов
СНС используются в качестве терапевтических материалов. Несмотря на свой высокий отрицательный заряд, они захватываются клетками (также отрицательно заряженными) в больших количествах без необходимости в положительно заряженных сопоносителях, и они эффективны в качестве агентов регуляции генов как в антисмысловых, так и в РНКи- путях (рис. 4). [19] [26] Предлагаемый механизм заключается в том, что, в отличие от своих линейных аналогов, SNA обладают способностью образовывать комплексы с рецепторными белками-скавенджерами для облегчения эндоцитоза. [27] СЧ является основой для трубопровода терапевтических методов лечения, которые разрабатываются Exicure .
Было показано, что SNA способны доставлять малую интерферирующую РНК (siRNA) для лечения мультиформной глиобластомы в исследовании, подтверждающем концепцию, с использованием модели на мышах, о котором сообщила исследовательская группа под руководством Миркина. [28] SNAs нацелены на Bcl2Like12 , ген, сверхэкспрессируемый в опухолях глиобластомы, и подавляют онкоген. Введенные внутривенно SNA проникают через гематоэнцефалический барьер и находят свою цель в головном мозге. На животной модели лечение привело к увеличению выживаемости на 20% и уменьшению размера опухоли в 3-4 раза. Этот терапевтический подход, основанный на SNA, создает платформу для лечения широкого спектра заболеваний с генетической основой с помощью цифрового дизайна лекарств (где новое лекарство создается путем изменения последовательности нуклеиновой кислоты в SNA).
Иммунотерапевтические агенты
Свойства SNA, такие как усиленное клеточное поглощение, поливалентное связывание и эндосомальная доставка, желательны для доставки иммуномодулирующих нуклеиновых кислот. В частности, использовались SNA для доставки нуклеиновых кислот, которые агонируют или противодействуют толл-подобным рецепторам (белкам, участвующим в передаче сигналов врожденного иммунитета ). Было показано, что использование иммуностимулирующих SNA приводит к 80-кратному увеличению эффективности, 700-кратному увеличению титров антител, 400-кратному увеличению клеточных ответов на модельный антиген и улучшенному лечению мышей с лимфомами по сравнению со свободными олигонуклеотидами (не в форме СНС). [29] СНС также использовались Миркиным для введения концепции «рациональной вакцинологии», согласно которой химическая структура иммунотерапии , в отличие от только компонентов, определяет ее эффективность. [30] Эта концепция сделала новый структурный акцент на разработке вакцин от широкого спектра болезней. Это открытие открывает возможность того, что при предыдущих методах лечения исследователи имели правильные компоненты в неправильной структурной структуре - особенно важный урок, особенно в контексте COVID-19 . Exicure оценивает иммуностимулирующие SNA, кавротолимод или «кавро» в качестве монотерапии и в сочетании с такими препаратами, как пембролизумаб или цемиплимаб, для иммуноонкологических применений. В декабре 2019 года было объявлено, что кавротолимод проявил активность у пациентов с карциномой из клеток Меркеля , а в июне 2020 года начались клинические испытания фазы 2 .
Молекулярная диагностика
Группа Миркина и другие разработали SNA как новые метки для молекулярной диагностики для использования как снаружи, так и внутри клеток. Система Verigene на основе SNA и одобренная FDA система Verigene, первоначально коммерциализированная Nanosphere, теперь продается Luminex (рис. 5) для применения в тестировании кровотока, респираторных и желудочно-кишечных инфекций и эпиднадзора за COVID-19. Эта технология также позволяет обнаруживать маркеры многих заболеваний, включая болезни сердца и рак, с чувствительностью и селективностью, намного превосходящей таковые у традиционных диагностических инструментов. Он трансформирует уход за пациентами, переводя молекулярно-диагностический скрининг из централизованных, часто удаленных аналитических лабораторий в местную больницу, что сокращает время, необходимое для постановки диагноза. Эти медицинские диагностические и терапевтические инструменты, основанные на СНС, уже спасли или улучшили жизнь многих людей и позволяют делать фундаментальные открытия и дают врачам возможность принимать быстрые и точные решения относительно ухода за пациентами.
Внутриклеточные зонды
NanoFlares используют архитектуру SNA для обнаружения внутриклеточной мРНК. [31] В этой конструкции антисмысловые цепи ДНК с концевыми алкантиольными группами (комплементарные цепи мРНК-мишени внутри клеток) прикреплены к поверхности золотой наночастицы. Флуорофора меченных «репортер нити» затем гибридизировали с СНС конструкции с образованием NanoFlare. Когда флуорофорные метки помещаются в непосредственной близости от поверхности золота, что контролируется программируемой гибридизацией нуклеиновых кислот, их флуоресценция гасится (рис. 6). После поглощения клетками NanoFlares репортерные цепи могут дегибридизироваться из NanoFlare, когда они заменяются более длинной целевой последовательностью мРНК. Обратите внимание, что связывание мРНК термодинамически благоприятно, поскольку цепи, содержащие репортерную последовательность, имеют большее перекрытие своей нуклеотидной последовательности с целевой мРНК. После высвобождения репортерной цепи флуоресценция красителя больше не гасится ядром наночастиц золота, и наблюдается повышенная флуоресценция. Этот метод обнаружения РНК обеспечивает единственный способ сортировки живых клеток на основе генетического содержания.
AuraSense и AuraSense Therapeutics были основаны для продвижения этих структур СНС в науках о жизни. В 2011 году AuraSense вступила в партнерство с EMD-Millipore для коммерциализации NanoFlares под торговой маркой SmartFlare. В 2015 году по всему миру было продано более 1600 коммерческих форм SmartFlares. Однако с тех пор линейка продуктов была прекращена. Одна публикация ставит под сомнение корреляцию между интенсивностью флуоресценции зондов SmartFlare и уровнями соответствующих РНК, оцененных с помощью RT-qPCR. [32] В другой статье обсуждается возможность применения SmartFlare в ранних концепциях лошадей, фибробластных клетках кожи лошади и трофобластических везикулах, и было обнаружено, что SmartFlare может применяться только для определенных целей. [33] Нановспышки аптамеров также были разработаны для связывания с молекулярными мишенями, отличными от внутриклеточной мРНК. Аптамеры или олигонуклеотидные последовательности, которые связывают мишени с высокой специфичностью и чувствительностью, были впервые объединены с архитектурой NanoFlare в 2009 году. Расположение аптамеров в геометрии SNA привело к увеличению клеточного поглощения и обнаружению физиологически значимых изменений в уровнях аденозинтрифосфата (АТФ). . [34]
Синтез материалов
СНС были использованы для развития совершенно новой области материаловедения - той, которая фокусируется на использовании СНС в качестве синтетически программируемых строительных блоков для создания коллоидных кристаллов (рис. 7). В 2011 году в журнале Science была опубликована знаменательная статья, в которой определяется набор правил проектирования для создания структур сверхрешеток с настраиваемой кристаллографической симметрией и параметрами решетки с точностью до нанометра. [35] Модель дополнительных контактов (CCM), предложенная в этой работе, может быть использована для предсказания термодинамически благоприятной структуры, которая максимизирует количество гибридизованных цепей ДНК (контактов) между наночастицами.
Правила конструирования коллоидных кристаллов, созданных с использованием ДНК, аналогичны правилам Полинга для ионных кристаллов, но в конечном итоге более действенны. Например, при использовании атомных или ионных строительных блоков в конструкции материалов кристаллическая структура, симметрия и расстояние фиксируются атомными радиусами и электроотрицательностью . Однако в системе на основе наночастиц кристаллическую структуру можно настроить независимо от размера и состава наночастиц, просто отрегулировав длину и последовательность присоединенной ДНК. В результате строительные блоки наночастиц с геометрией SNA часто называют «эквивалентами программируемых атомов» (PAE). [36] Эта стратегия позволила построить новые кристаллические структуры для нескольких систем материалов и даже кристаллические структуры без минеральных эквивалентов. [37] На сегодняшний день с помощью инженерии коллоидных кристаллов с ДНК достигнуто более 50 различных симметрий кристаллов. [38]
Уроки атомной кристаллизации на макроуровне структурных особенностей, таких как габитус кристаллов, также применимы к коллоидным кристаллам с ДНК. Конструкция Вульфа, ограниченная гранями с наименьшей поверхностной энергией, может быть достигнута для определенных симметрий наночастиц с помощью метода кристаллизации с медленным охлаждением. Эта концепция была впервые продемонстрирована с помощью объемно-центрированной кубической симметрии, когда на поверхности обнажались самые плотно упакованные плоскости, что приводило к форме кристалла ромбического додекаэдра. [39] Другие привычки, такие как октраэдры, кубы или гексагональные призмы, были реализованы с использованием анизотропных наночастиц или некубических элементарных ячеек. [40] [41] Коллоидные кристаллы также были выращены путем гетерогенного роста на ДНК-функционализированных субстратах, где литография может использоваться для определения шаблонов или конкретных ориентаций кристаллов. [42]
Введение анизотропии в нижележащее ядро наночастиц также расширило круг структур, которые можно программировать с помощью ДНК. Когда более короткие конструкции ДНК используются с анизотропными ядрами наночастиц, направленные взаимодействия между ДНК на гранях частиц могут управлять формированием определенной симметрии решетки и формы кристаллов. [24] Локализация ДНК в определенных частях строительного блока частицы также может быть достигнута с использованием биологических ядер, таких как белки с химически анизотропными поверхностями. [43] Направленные взаимодействия и валентность использовались для управления формированием новой симметрии решетки с белковыми ядрами, к которым трудно получить доступ с неорганическими частицами. [44] Каркасы ДНК-оригами, заимствованные из сообщества структурных нанотехнологий ДНК, также применялись в качестве клеток для ядер неорганических наночастиц, чтобы придать валентность и направить формирование новой симметрии решетки. [45]
Коллоидные кристаллы, созданные с использованием ДНК, часто образуют кристаллические структуры, подобные ионным соединениям , но недавно в Science было опубликовано сообщение о новом методе доступа к коллоидным кристаллам с металлическими связями . [46] Частицы-аналоги электронов в коллоидных кристаллах могут быть получены с использованием наночастиц золота со значительно уменьшенным размером и количеством прикрепленных цепей ДНК. В сочетании с типичными PAE эти «электронные эквиваленты» (EE) перемещаются по решетке, как электроны в металлах. Это открытие может быть использовано для доступа к новым сплавам или интерметаллическим структурам в коллоидных кристаллах.
Возможность размещать наночастицы любого состава и формы в любом месте четко определенной кристаллической решетки с точностью до нанометров должна иметь далеко идущие последствия в различных областях, от катализа до фотоники и энергетики . Каталитически активные и пористые материалы были собраны с использованием ДНК [47], а коллоидные кристаллы, сконструированные с использованием ДНК, также могут функционировать как плазмонные фотонные кристаллы с приложениями в оптических устройствах нанометрового масштаба. [48] Химические стимулы, такие как концентрация соли, [49] pH, [50] или растворитель, [51] и физические стимулы, такие как свет [52] , были использованы для создания коллоидных кристаллов, реагирующих на стимулы, с использованием ДНК-опосредованной сборки.
Экономическое влияние
Экономическое влияние технологии СНС существенное и быстро растет. Были основаны три компании, основанные на технологии SNA: Nanosphere в 2000 году, AuraSense в 2009 году и AuraSense Therapeutics (ныне Exicure, Inc.) в 2011 году. В этих компаниях работают сотни людей, и они продали более 10 линий продуктов и более 1800 продуктов. . Nanosphere была одной из первых биотехнологических компаний, основанных на нанотехнологиях, которая стала публичной в конце 2007 года. Exicure стала публичной в 2018 году и котируется на Nasdaq (XCUR). Система Verigene, одобренная FDA, теперь продается компанией Luminex с сопутствующими одобренными FDA панельными анализами на инфекции кровотока, дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Он используется для наблюдения за COVID-19. Сотни исследовательских лабораторий в настоящее время используют эти структуры во многих различных приложениях.
Рекомендации
- ^ a b c d e f Катлер, JI; Auyeung, E .; Миркин, CA «Сферические нуклеиновые кислоты», J. Am. Chem. Soc. , 2012 , 134 , 1376–1391, DOI: 10.1021 / ja209351u .
- ^ a b c Миркин, Калифорния; Летсингер, Р.Л .; Mucic, R.C; Сторхофф, Дж. Дж. «Метод на основе ДНК для рациональной сборки наночастиц в макроскопические материалы», Nature , 1996 , 382 , 607-609, DOI : 10.1038 / 382607a0 .
- ^ Хилл, HD; Жернов, Дж. Э .; Банхольцер, MJ; Миркин, К.А. «Роль радиусов кривизны играет в нагрузке тиолированных олигонуклеотидов на золотые наночастицы», ACS Nano , 2009 , 3 , 418-424, DOI : 10.1021 / nn800726e .
- ^ Ли, J.-S .; Литтон-Жан, AKR; Hurst, SJ; Миркин, CA «Конъюгаты наночастиц серебра и олигонуклеотидов на основе ДНК с тройными циклическими дисульфидными фрагментами», Nano Lett. , 2007 , 7 , 2112-2115, DOI : 10.1021 / nl071108g
- ^ Катлер, JI; Zheng, D .; Сюй, X .; Giljohann, DA; Миркин, С.А. «Конъюгаты« щелчка »наночастиц поливалентного олигонуклеотида оксида железа с наночастицами», Nano Lett. , 2010 , 10 , 1477–1480, DOI: 10.1021 / nl100477m .
- ^ Янг, К. Л; Скотт, AW; Hao, L .; Миркин С.Е .; Лю, G .; Миркин, CA «Полые сферические нуклеиновые кислоты для регуляции внутриклеточных генов на основе биосовместимых оболочек кремнезема», Nano Lett. , 2012 , 12 , 3867–3871, DOI : 10.1021 / nl3020846 .
- ^ Чжан, C .; Macfarlane, RJ; Янг, KL; Choi, CHJ; Hao, L .; Auyeung, E .; Лю, Г. Чжоу, X .; Миркин, CA «Общий подход к ДНК-программируемым эквивалентаматомов», Nature Materials , 2013 , 12 , 741-746, DOI : 10.1038 / nmat3647 .
- ^ Чжу, S .; Xing, H .; Гордичук, П .; Park, J .; Миркин, CA «Сферические нуклеиновые кислоты PLGA», Advanced Materials , 2018 , 1707113, DOI : 10.1002 / adma.201707113 .
- ^ Банга, RJ; Мекес, Б. Нараян, ИП; Sprangers, AJ; Nguyen, ST; Миркин, С. А. «Сшитые мицеллярные сферические нуклеиновые кислоты из термореактивных шаблонов», J. Am. Chem. Soc. , 2017 , 139 , 4278-4281, DOI : 10.1021 / jacs.6b13359 .
- ^ Банга, RJ; Черняк, Н .; Нараян, ИП; Nguyen, ST; Миркин, CA «Липосомальные сферические нуклеиновые кислоты», J. Am. Chem. Soc. , 2014 , 136 , 9866-9869, DOI : 10.1021 / ja504845f .
- ^ Brodin, JD; Auyeung, E .; Миркин, С.А. «ДНК-опосредованная инженерия многокомпонентных ферментных кристаллов», Proc. Natl. Aca. Sci. США , 2015 г. , 112 , 4564-4569, DOI : 10.1073 / pnas.1503533112 .
- ^ a b Катлер, JI; Zhang, K .; Zheng, D .; Auyeung, E .; Пригодич А.Е .; Миркин, CA «Наноструктуры поливалентных нуклеиновых кислот», J. Am. Chem. Soc. , 2011 , 133 , 9254–9257, DOI : 10.1021 / ja203375n .
- ^ Татон, TA; Миркин, Калифорния; Летсингер, Р.Л. «Сканометрическое обнаружение массива ДНК с помощью зондов наночастиц», Science , 2000 , 289 , 1757-1760, DOI: 10.1126 / science.289.5485.1757 .
- ^ Парк, СС; Urbach, ZJ; Брисбуа, Калифорния; Паркер, К.А.; Куропатка, BE; О, Т .; Дравид, ВП; Olvera de la Cruz, M .; Миркин С.А. «Сборка магнитных наночастиц с помощью ДНК и поля в кристаллы с высоким соотношением сторон», Advanced Materials , 2019 , 32 , 1906626, DOI : 10.1002 / adma.201906626 .
- ^ Митчелл, GP; Миркин, Калифорния; Летсингер, Р.Л. «Программируемая сборка функционализированных квантовых точек ДНК», J. Am. Chem. Soc. , 1999 , 121 , 8122-8123, DOI : 10.1021 / ja991662v .
- ^ Литтон-Жан, AKR; Миркин, С.А., Термодинамическое исследование связывающих свойств ДНК-функционализированных зондов наночастиц золота и зондов молекулярных флуорофоров. Варенье. Chem. Soc. 2005 , 127 , 12754-12755.
- ^ Херст, SJ; Хилл, HD; Миркин, К.А. «Трехмерная гибридизация» с конъюгатами поливалентная ДНК-наночастицы золота », J. Am. Chem. Soc. , 2008 , 130 , 12192-12200, DOI : 10.1021 / ja804266j .
- ^ Сеферос, DS; Пригодич А.Е .; Giljohann, DA; Патель, ПК; Миркин, CA «Конъюгаты поливалентной ДНК с наночастицами стабилизируют нуклеиновые кислоты», Nano Lett. , 2009 , 9 , 308-311, DOI : 10.1021 / nl802958f .
- ^ a b Рози, Нидерланды; Giljohann, DA; Thaxton, CS; Литтон-Жан, AKR; Хан, MS; Миркин, CA «Олигонуклеотид-модифицированные золотые наночастицы для регуляции внутриклеточных генов», Science , 2006 , 312 , 1027-1030, DOI: 10.1126 / science.1125559 .
- ^ Хан, D .; Pal, S .; Nangreave, J .; Deng, Z .; Liu, Y .; Ян, Х. «ДНК-оригами со сложной кривизной в трехмерном пространстве», Science , 2011 , 332 , 342-346, DOI : 10.1126 / science.1202998 .
- ^ Seeman, NC "ДНК в материальном мире", Nature , 2003 , 421 , 427-431, DOI : 10.1038 / nature01406 .
- ^ Seeman, NC "Обзор структурной нанотехнологии ДНК", Мол. Biotechnol. , 2007 , 37 , 246–257, DOI: 10.1007 / s12033-007-0059-4 .
- ^ Джонс, MR; Симан, Северная Каролина; Миркин, CA «Программируемые материалы и природа связи ДНК», Science , 2015 , 347 , 1260901, DOI : 10.1126 / science.1260901 .
- ^ а б Джонс, MR; Macfarlane, RJ; Ли, Б .; Zhang, J .; Янг, KL; Сенези, AJ; Миркин К.А. «Сверхрешетки ДНК-наночастиц, образованные из анизотропных строительных блоков», Nature Mater. , 2010 , 9 , 913-917, DOI : 10.1038 / nmat2870 .
- ^ Alivisatos, AP; Johnsson, КП; Пэн, X .; Wilson, TE; Loweth, CJ; Бручез-младший, депутат; Шульц П.Г. «Организация« нанокристаллических молекул »с использованием ДНК», Nature , 1996 , 382 , 609–611. DOI: 10.1038 / 382609a0 .
- ^ Giljohann, DA; Сеферос, Д.С. Пригодич А.Е .; Патель, ПК; Миркин, CA "Регулирование генов с помощью конъюгатов поливалентной миРНК-наночастицы", J. Am. Chem. Soc. , 2009 , 131 , 2072–2073, DOI : 10.1021 / ja808719p .
- ^ Чой, CHJ; Hao, L .; Нараян, ИП; Auyeung, E .; Миркин, CA «Механизм эндоцитоза конъюгатов сферических нуклеиновых кислот и наночастиц», Proc. Natl. Aca. Sci. США , 2013 г. , 110 , 7625-7630, DOI : 10.1073 / pnas.1305804110 .
- ^ Jensen, SA; День, ES; Ко, СН; Херли, штат Луизиана; Лучано, JP; Кури, FM; Merkel, TJ; Luthi, AJ; Патель, ПК; Катлер, JI; Daniel, WL; Скотт, AW; Ротц, МВт; Мид, TJ; Giljohann, DA; Миркин, Калифорния; Stegh, AH «Конъюгаты сферических нуклеиновых кислот с наночастицами как основанная на РНКи терапия для глиобластомы», Science Trans. Med. , 2013 , 5 , 209ra152, DOI : 10.1126 / scitranslmed.3006839 .
- ^ Радович-Морено, AF; Черняк, Н .; Мадер, СС; Nallagatla, S .; Kang, R .; Hao, L .; Уокер, Д.А. Halo, TL; Merkel, TJ; Rische, C .; Ananatatmula, S .; Burkhart, M .; Миркин, Калифорния; Грязнов С.М. Иммуномодулирующие сферические нуклеиновые кислоты // Тр. Natl. Aca. Sci. США , 2015 г. , 112 , 3892-3897, DOI : 10.1073 / pnas.1502850112 .
- ^ Ван, Шуя; Qin, L .; Яманкурт, Г .; Skakuj, K .; Хуанг, З .; Chen, P.-C .; Dominquez, D .; Ли, А .; Чжан, Б .; Миркин, CA «Рациональная вакцинология со сферическими нуклеиновыми кислотами», Proc. Natl. Aca. Sci. США , 2019 , 116 , 10473-10481, DOI : 10.1073 / pnas.1902805116 .
- ^ Сеферос, DS; Giljohann, DA; Хилл, HD; Пригодич А.Е .; Миркин, CA «Нано-вспышки: зонды для трансфекции и обнаружения мРНК в живых клетках», J. Am. Chem. Soc. , 2007 , 129 , 15477-15479, DOI : 10.1021 / ja0776529 .
- ^ Czarnek, M .; Берета, Дж. «SmartFlares не отражают уровни их целевых транскриптов», Scientific Reports , 2017 , 7 , 11682, doi: 10.1038 / s41598-017-11067-6 .
- ^ Будик, S .; Tschulenk, W .; Kummer, S .; Уолтер, I .; Аурих, К. «Оценка применимости зонда SmartFlare для проверки РНК в ранних концептуальных моделях лошадей, клетках фибробластов кожи и трофобластических пузырьках», Reproduction, Fertility and Development , 2016 , 29 , 2157-2167, DOI : 10.1071 / RD16362 .
- ^ Чжэн, Д .; Сеферос, Д.С. Giljohann, DA; Патель, ПК; Миркин, C.A, «Аптамерные нано-вспышки для молекулярного обнаружения в живых клетках», Nano Lett. , 2009 , 9 , 3258-3261, DOI : 10.1021 / nl901517b .
- ^ а б Macfarlane, RJ; Ли, Б .; Джонс, MR; Harris, N .; Schatz, GC; Миркин, CA «Инженерия сверхрешеток наночастиц с ДНК», Science , 2011 , 334 , 204-208, DOI: 10.1126 / science.1210493 .
- ^ Макфарлейн, RJ; О'Брайен, М. Н; Петроско, Ш; Миркин, К.А. «Наноструктуры, модифицированные нуклеиновыми кислотами, как программируемые эквиваленты атомов: создание новой« таблицы элементов »», Angew. Chem. Int. Эд. , 2013 , 52 , 5688-5698, DOI : 10.1002 / anie.201209336 .
- ^ Auyeung, E .; Катлер, JI; Macfarlane, RJ; Джонс, MR; Wu, J .; Лю, G .; Zhang, K .; Осберг, KD; Миркин, К.А. «Синтетически программируемые сверхрешетки наночастиц с использованием подхода полых трехмерных разделителей», Nature Nanotech. , 2012 , 7 , 24-28, DOI: 10.1038 / nnano.2011.222 .
- ^ Ларами, CR; О'Брайен, Миннесота; Миркин, Калифорния, «Кристаллическая инженерия с ДНК», Материалы обзора природы , 2019 , 4 , 201-224, https://doi.org/10.1038/s41578-019-0087-2 .
- ^ Auyeung, E .; Ли, ТИНГ; Сенези, AJ; Schmucker, AL; Пальс, Британская Колумбия; Olvera de la Cruz, M .; Миркин, CA «ДНК-опосредованная кристаллизация наночастиц в многогранники Вульфа», Nature , 2014 , 505 , 73-77, DOI: 10.1038 / nature12739 .
- ^ О'Брайен, Миннесота; Lin, H.-X .; Girard, M .; Olvera de la Cruz, M .; Миркин, CA «Программирование привычки коллоидных кристаллов с анизотропными строительными блоками наночастиц и связями ДНК», J. Am. Chem. Soc. , 2016 , 138 , 14562-14565, DOI : 10.1021 / jacs.6b09704 .
- ^ Seo, SE; Girard, M .; Ольвера де ла Крус, О .: Миркин К.А. «Неравновесный анизотропный рост коллоидных кристаллов с ДНК», Nature Communications , 2018 , 9 , 4558, DOI: 10.1038 / s41467-018-06982-9 .
- ^ Lin, Q.-Y .; Mason, JA; Ли, З .; Чжоу, Вт .; О'Брайен, Миннесота; Браун, KA; Джонс, MR; Бутун, С .; Ли, Б .; Дравид, ВП; Айдын, К .; Миркин, CA «Построение сверхрешеток из индивидуальных наночастиц с помощью сборки, опосредованной матричной ДНК», Science , 2018 , 359 , 669-672. DOI: 10.1126 / science.aaq0591 .
- ^ Макмиллан, младший; Hayes, OG; Уксус, PH; Миркин, CA «Разработка белковых материалов с использованием ДНК», Отчет о химических исследованиях , 2019 г. , 52 , 1939-1948 гг., DOI: 10.1021 / acs.accounts.9b00165 .
- ^ Hayes, OG; Макмиллан-младший; Ли, Б .; Миркин, CA «ДНК-кодированные наночастицы белка Janus», J. Am. Chem. Soc. , 2018 , 140 , 9269-9274, DOI : 10.1021 / jacs.8b05640 .
- ^ Лю, Вт .; Tagawa, M .; Xin, HL; Wang, T .; Emamy, H .; Li, H .; Ягер, КГ; Старр, ФВ; Ткаченко А.В.; Ганг, О., "Алмазное семейство сверхрешеток наночастиц", Наука , 2016 , 351 , 582-586. DOI: 10.1126 / science.aad2080 .
- ^ Жирар, М .; Ван, Шунжи; Du, JS; Das, A .; Хуанг, З .; Дравид, ВП; Ли, Б .; Миркин, Калифорния; Ольвера де ла Крус, М. «Частичные аналоги электронов в коллоидных кристаллах», Science , 2019 , 364 , 1174-1178, DOI: 10.1126 / science.aaw8237 .
- ^ Auyeung, E .; Моррис, В .; Мондлох, Дж. Э .; Хапп, JT; Фарха, хорошо; Миркин, CA «Управление структурой и пористостью в каталитических сверхрешетках наночастиц с ДНК», J. Am. Chem. Soc. , 2015 , 137 , 1658–1662, DOI: 10.1021 / ja512116p .
- ^ Sun, L .; Lin, H .; Kohlstedt, KL; Schatz, GC; Миркин, К.А. «Принципы проектирования фотонных кристаллов на основе плазмонных сверхрешеток наночастиц», Proc. Natl. Aca. Sci. США , 2018 , 115 , 7242-7247, DOI : 10.1073 / pnas.1800106115 .
- ^ Саманта, D .; Iscen, A .; Ларами, CR; Ebrahimi, SB; Bujold, KE; Schatz, GC; Миркин, CA «Многовалентное катион-индуцированное срабатывание ДНК-опосредованных коллоидных сверхрешеток», J. Am. Chem. Soc. , 2019 , 141 , 19973-19977, DOI : 10.1021 / jacs.9b09900 .
- ^ Чжу, J .; Kim, Y .; Lin, H .; Ван, Шунжи; Миркин, CA «pH-чувствительные сверхрешетки наночастиц с настраиваемыми связями ДНК», J. Am. Chem. Soc. , 2018 , 140 , 5061-5064, DOI : 10.1021 / jacs.8b02793 .
- ^ Мейсон, JA; Ларами, CR; Lai, C.-T .; О'Брайен, Миннесота; Lin, Q.-Y .; Дравид, ВП; Schatz, GC; Миркин, CA «Сокращение и расширение реагирующих на стимулы связей ДНК в гибких коллоидных кристаллах», J. Am. Chem. Soc. , 2016 , 138 , 8722-8725, DOI : 10.1021 / jacs.6b05430 .
- ^ Чжу, J .; Lin, H .; Kim, Y .; Ян, М .; Skakuj, K .; Du, JS; Ли, Б .; Schatz, GC; Ван Дайн, РП; Миркин, Калифорния «Светочувствительные коллоидные кристаллы, созданныес использованием ДНК», Advanced Materials , 2020 , 32 , 1906600, doi: 10.1002 / adma.201906600 .