發(fā)布時間：2024-06-02 12:53

　　核酸(nucleic acid)是生命體至關重要的遺傳信息載體,同時也是一種性能優(yōu)異的納米材料。在特異性的堿基互補配對原則的支撐下,核酸能夠自組裝形成大尺寸有序或是具有特定功能的多維納米結構;而在toehold誘導的鏈替換反應機制的催動下,核酸結構器件則擁有了動態(tài)運轉的能力。在本論文中,我們提出了三種功能性的核酸結構的設計,分別應用于分子計算、SNP檢測以及RNA干擾領域的相關研究。我們首先設計了一種DNA“組合底物”結構以構建多輸入的DNA計算體系。常規(guī)的DNA底物是一種線性形式的DNA多鏈復合物(本章中稱為“線性底物”,linear substrate),由一條長的底部連接鏈和多條短的保護鏈通過熱退火雜交而成。因長鏈化學合成錯誤率高以及多鏈復合物純化難度大,因此常規(guī)的“線性底物”純度有限,易引發(fā)嚴重的泄漏反應,故而難以用于構建復雜的、放大的DNA反應體系。相比之下,我們設計的“組合底物”則擁有諸多優(yōu)勢:其由DNA雙鏈組合單元組合而成,因而規(guī)避了對DNA長鏈的依賴,同時也賦予了底物以擴展性;純化過程僅限于雙鏈組合單元,因此在技術上極大降低了純化難度,有利于提高底物的純度;理論上,“組...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 核酸的結構與材料性質
    1.2 核酸的自組裝
        1.2.1 大尺寸規(guī)則結構體的組裝
        1.2.2 功能性核酸結構體的組裝
    1.3 基于鏈替換反應的DNA動態(tài)納米技術
        1.3.1 簡介
        1.3.2 制約因素—泄漏反應
    1.4 DNA探針的單核苷酸多態(tài)性檢測
    1.5 可調控的外源性雙鏈RNA干擾技術
        1.5.1 外源性雙鏈RNA干擾技術
        1.5.2 鏈替換反應調控的雙鏈RNA干擾
第二章 可擴展的DNA“組合底物”的設計及應用
    2.1 引言
    2.2 實驗方法
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 DNA序列設計
        2.2.3 DNA底物制備及純化
        2.2.4 熒光分析
    2.3 結果與討論
        2.3.1 常規(guī)的線性底物
        2.3.2 “組合底物”的設計及其初始泄漏分析
        2.3.3 漸進式泄漏分析
        2.3.4 “組合底物”的優(yōu)化
        2.3.5 雙輸入反應體系
        2.3.6 三輸入反應體系
        2.3.7 四輸入反應體系
    2.4 本章小結
第三章 競爭—催化性DNA探針的單核苷酸多態(tài)性檢測
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 DNA探針底物的制備及純化
        3.2.3 熒光分析
    3.3 結果與討論
        3.3.1 競爭—催化性DNA探針的設計
        3.3.2 競爭—催化性探針區(qū)分SNP的理論分析
        3.3.3 競爭—催化性探針的SNP區(qū)分行為
    3.4 本章小結
第四章 鏈替換反應調控的sshRNA干擾體系的構建
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 sshRNAs以及mRNA的制備
        4.2.3 基因表達的分析方法
        4.2.4 體外轉錄的mRNA的表達能力及其可調控性驗證
        4.2.5 基于toehold誘導的鏈替換反應的sshRNA干擾體系的構建
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3987278