近期,天津大學化工學院仰大勇教授在頂級化學材料綜述期刊《Chemical?Reviews》(IF=?52.758)上發(fā)表題為“DNA functional materials assembled from branched DNA: design,?synthesis and?applications”的綜述論文,系統(tǒng)評述了樹枝狀DNA組裝DNA功能材料的研究進展。天津大學化工學院博士生董宇航和姚池副教授為共同第一作者。

天津大學仰大勇教授Chemical Reviews:DNA功能材料進展
圖1.?樹枝狀DNA功能材料廣泛應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域

 

DNA,即脫氧核糖核酸,是生命系統(tǒng)的核心遺傳物質(zhì)。近年來,隨著DNA納米技術(shù)的深入發(fā)展,研究人員從高分子材料角度認識和研究DNA。DNA由四種脫氧核苷酸單體按照一定順序排列而成,是一種獨特的生物大分子。不同于傳統(tǒng)的高分子,DNA單體的數(shù)量和排列順序可以按預期設(shè)計而精準定制,是序列和結(jié)構(gòu)精準可控的大分子。并且,DNA功能材料可以保留DNA的生物學屬性。因此,DNA功能材料可架起生命、化學與高分子之間的橋梁。

自然界存在的DNA分子多為線形和環(huán)形,這兩種DNA基元難以構(gòu)筑復雜多樣的DNA功能材料。樹枝狀DNA可以根據(jù)需求巧妙設(shè)計為各向同性或各向異性、對稱性或非對稱性的結(jié)構(gòu)。并且,樹枝狀DNA具有的多分支結(jié)構(gòu)可定制連接多種不同的功能元件。這些特性使得樹枝狀DNA作為一種靈活通用的構(gòu)筑基元,以可控的方式精準構(gòu)建DNA功能材料,并廣泛應用于生物醫(yī)學等領(lǐng)域。作者結(jié)合自身的研究工作,系統(tǒng)地介紹了樹枝狀DNA的設(shè)計原則、制備方法和應用發(fā)展,梳理了DNA功能材料發(fā)展進程中的代表性工作,總結(jié)了DNA功能材料的構(gòu)建方法,并探討了在不同應用場景中的特點優(yōu)勢,最后深入討論了DNA功能材料未來發(fā)展存在的挑戰(zhàn)和機遇,特別展望了如何推動實際應用。期待各領(lǐng)域科學家通力合作,各施所長,設(shè)計合成更多結(jié)構(gòu)性能獨特的新材料,開發(fā)更多激動人心的新應用,共同推進DNA功能材料領(lǐng)域的發(fā)展。

 

原文鏈接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00294

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