研究人員探索高親和力 DNA 與碳納米管之間的相互作用

單壁碳納米管 (SWCNT) 因其優(yōu)異的物理和化學特性而成為生物技術和納米電子應用的有希望的候選材料。盡管它們具有潛力，但不溶性和毒性等挑戰(zhàn)阻礙了它們的廣泛應用。先前的研究已經研究了各種策略來功能化和修改 SWCNT 的表面以克服這些挑戰(zhàn)。

在一項新研究中，釜山國立大學生物醫(yī)學融合工程學院助理教授 Sanghwa Jeong 教授領導的研究人員試圖填補這一空白。這項研究超越了傳統(tǒng)技術，采用高通量篩選方法來闡明 DNA 序列與其與碳納米管結合親和力之間的關系。它專注于通過先進的序列設計和分子動力學模擬來優(yōu)化這些構建體的結合親和力和穩(wěn)定性。

這項研究發(fā)表在《先進科學》雜志上。

在討論他們的研究背景時，Jeong 博士解釋說：“研究人員一直在探索各種策略來設計 SWCNT 表面，以克服由于不溶性和潛在毒性而導致的應用受限的挑戰(zhàn)。一種有前途的方法是使用單鏈 DNA (ssDNA) 作為 SWCNT 的包裹表面活性劑。”

研究人員采用了嚴格的方法來確保對單鏈 DNA (ssDNA)-SWCNT 復合物進行精確表征和優(yōu)化。首先，對多樣化的隨機 30 核苷酸 (nt) ssDNA 文庫進行反復篩選，以識別高親和力序列。

計算建模，特別是分子動力學模擬，為 SWCNT 構造的結構動力學提供了見解。此外，研究人員使用了幾種機器學習模型來了解影響結合親和力的序列模式。他們成功地創(chuàng)建了一個可免費訪問的在線服務，可以預測 ssDNA 序列與 SWCNT 的結合親和力。這些綜合方法不僅驗證了實驗結果，還指導了高性能 ssDNA-SWCNT 構造的設計。

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