Chem 10. 이정아(Jung Ah Lee)

5.22(FRI)

flexible nanowires 긴 Au segment (3 μm) 과 짧은 Ni one (0.5 μm)’forward’로 움직임

즉 니켈 세그먼트의 회전 진폭이 훨씬 크다.

짧은 꼬리와 큰 원추각 때문에 헤드방향으로 운동한다.

반면에 a ‘backward’ movement는 니켈 꼬리쪽에서 끌어당기는 운동이다
짧은 Au segment (2 μm) 과 더 길어진 a longer Ni one (1 μm).

연료없이 자기적인 추진력으로 유연한 금/은/니켈 나노와이어는 금으로된 ‘헤드’부분과 니켈로된 ‘꼬리’부분으로 나눠지고 부분적으로 용해된 약한 은 bridge로 이루어져있다.
이 유연한 브릿지는 외부 회전 자기장 하에서 주기적인 운동을 할 수 있는데

이런 자기장하에 니켈 부분은 금부분이 회전하는 것과 다른 진폭으로 회전을 시작한다
따라서 대칭성이 파괴되고 이동을 유도한다.

앞으로(push)와 뒤로(pulling)자기적으로 운동하고 정확한 온/오프 모션이 조절되고
이것은 니켈과 금부분의 각각의 길이를 조정해서 조절한다.
소변 샘플과 높은 염 배지에서 효율적인 운동을한다.
새로운 자기 나노와이어 스위머는 대량제조가능하다. 간단한 템플릿 전착 프로토콜
여기서 (전착: 용액 중 전극판을 배치하여 직류전압을 가해 물질을 전극면에 부착 시키고
다양한 실용적인 응용을 위해 가능성을 제시한다

4.3 (Fri)

운동단백질을 이용해서 혈액의 흐름유무를 조절
농도가 높은 혈액이 나오면 반대방향으로 운동이 진행되는 원리 이용

3.24 (Tue)

nano Umbrella

DDS(Drug Delivery System)”
약물이 체내에 전달되는 시스템을 개선하는 방식으로 알약 형태의 의약품을 패치제로 변환하거나
약물이 체내에 방출되는 속도를 늦춰 하루에 세 번 복용해야 하는 약을 일주일에 한 번 복용으로 바꿔 환자의 편의성과 약물 순응도를 높일 수 있다


1.우산손잡이 : Folate Receptor & Folate 2. 우산끈 : Folate 부착시 풀리게 됨 3. 우산꼭지 : Cy3를 이용한 형광의 유무 확인
우산 잠금 장치(우산끈)

Case1. 의료, 미용 목적으로 흔히 사용중인

               녹는 실 소재인 PDO를 이용하여  
              나노  크기로 제작하여 부착한 뒤 복용   
              후   Cancer cell에 도착할 만큼의       
              충분한  시간이 흐른 뒤 끈이 녹아             
              내용물(약물)이 방출되게 된다.

Case2. Case1의 단점을 보완하기 위해

              구조체가 Cancer cell에       
              부착되어야만 열리는 Key&Rock 
              System에 대한 연구가 더 필요하다.

장점
DDS를 이용하여 정상세포에도 영향을 미치는 항암치료제를 조금 더 효율적으로 암세포에 집중적으로 전달할 수 있다.
항암제가 전달 된 후 다른 정상세포로 퍼지지 않게 막아주는 형태의 구조체이다
암세포 표면의 Folate receptor 를 이용함으로 다른 부작용 없이 특이적으로 전달할 수 있다.

논문공부

2.17 (Tue)

Folding and cutting DNA into reconfigurable topological nanostructures

1. DNA origami 를 이용해서 뫼비우스띠를 만들수 있고 토폴로지 리본형구조를 조립할 수 있다.

1. 게다가 DNA 뫼비우스 띠로 슈퍼코일링을 만들고 연쇄체 (두분자의 환상2중가닥이 뒤엉킨 구조)도 만들어 질수 있다.

1. 뫼비우스 DNA 조각의 디자인을 하고 뫼비우스 DNA의 시각화는 AFM과 TEM 영상을 나타낼 수 있다.

1. DNA의 kirigami는 뫼비우스 스트립에서 재구성 토폴로지를 달성 할 수 있다.

1. 두 연동된 링의 catenane을 만들 수 있다는 것을 보여 준다.

+
M13mp18 (환형 DNA) 스캐폴드로 자주 사용됨

이론공부

2.12 (Thu)

liquid chromatography

고체 또는 지지체로 채워놓은 액체를 고정상(silica gel, alumina 등의 분배제나 흡착제, 이온교환 수지, 분자체 겔 등)으로 하고,

액체를 이동상으로 하여 다른 두 가지 상과 물질의 상호작용의 차를 이용하여, 혼합물을 각 성분으로 분리하는 방법 및 이것을 이용한 분석법

HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

FPCL(fast protein liquid chromatography)

▶HPLC와 FPLC의 비교◀

HPLC system은 생명 공학의 원리에 널리 이용

이것은 굉장히 효율적이고 매우 선택적으로 응용

그리고 필요로 하는 시료의 양이 적어서 시료의 비 파괴 되는 경우가 많다.

정량 분석에도 쉽게 이용된다. 

 FPLC (fast protein liquid chromatographt) 

- HPLC system보다 낮은 압력에서 사용
- 낮은 압력에서 agarose같은 중합체를 기본으로 하는 matrix bead를 사용
FPLC의 chromatographic column은 유리 or 플라스틱 물질로 구성

  반면에 HPLC는 스테인리스 스틸로 구성

FPLC는 HPLC보다 경제적으로 우수하고-FPLC system은 특히 조사와 발전

논문공부

2.10 (Tue)

채준
암세포
세포자살

항암제가 극복해야할 한계
정상세포와 암세포 모두에 영향 항암제에 약제내성을 가진다.
doxoruvicin dox

결과
dna사면체에 삽입 이용하면 항암제를 암세포에 투여할 수 있다.
cpz 반응이 크다
생체온도 37도에 가까울 수록

약전달 효율
내성이 없는 암세포는 사면체의 유무에 따라 약전달 효율이 다르지 않은데
내성이 있는 암세포는 사면체에 삽입하였을때 약전달 효율이 높아졌다.

박수현

자가조립기반 을 기반으로 DNA micelle을 만들었다.
크기에 따라 dna서열의 길이를 변경함으로써 조정

결론 난용성 의약품을 옮길 수 있는 능력이 있다.

pyrene형광분자 미셸형성이 잘되었는지 보려고
형광스펠트럼
아가로스겔의 크기에 따라서 결과가 달라짐

크기분석 AFM 균일한 구형관찰 lipo에 따른 직경

CEM세포와 DNA micelle사이의 상호작용
공초점현미경

장하나 

DNA Origami sox3 pax6 단백질이 DNA를 구부리는데에 꼭 필요하다

이 두단백질이 따로 사용했을때와 같이 사용했을때

DC5단백질 삽입부분에

pax6는 혼자서 붙을 수 없고 sox3는 혼자 붙을수 있으며 같이 붙였을 때 더 효과적

단백질이더 많이 붙을 수록 더 많으 부피가 튀어나오게 된다.

김유진

DNA나노구조의 자가조립에 필요한 최소 가닥수

ssDNA로 자가조립을 하면서 여러가닥의
나노와이어를 제작할 수 있다.
나노물질 제작의 스캐폴드, 나노모터의 트랙으로 이용할 수 있다.

DNA nano 튜브

cross over마다
nick 이 있기 때문에 tube로 접혀질 수 있다.
(DNA 중합시 3’OH와 5’인산기사이의 틈 )
금속나노와이어도 제작가능
1nm단면을 가진 극미세섬유

이민수

DNA nanotube 부작용이 심한 약물을 표적부위로 전달하기 위해서

개념 Folate(엽산) targeting

엽산이 folte receptor proteind에 높은 친화돌르 이용

Cy3 를 암세포 내부로 넣기위해서 DNA-NTs를 이용 붉은색이라서 시각적인 관찰이 쉬운

NTs를 화학적으로 변형 folate이용

FRs는 암세포 표면에서 발현이 되기때문 암세포에 대해 biomarkers로 사용딤

세척 후 세포안으로 들어간 Cy3

DNA나노튜브의 세포흡수 정량분석

self assembled DNA nanostructure의 중요성

가열후 냉각으로 ss DNA로 파괴함 Cy3 Folate는 같은 complexes내 에 있지 않음 — 5’테 하나씩 결합

박재형
siRNA 생체 내로 전달 mRNA의 발현을 막는 역할

siRNA로 전달한다. 나노입자의 크기 모양에 따라서 효능이 많이 달라질 수 있기 때문에
특정모양으로 만들어야 활성이 잘 된다. 단분산 - 특정크기입자의 DNA

ONPs처리한 siRNA처리시 암세포에 잘 붙는다.

논문공부

1.29 (Thu)

Rapid Chiral Assembly of Rigid DNA Building Blocks for Molecular Nanofabrication

입체 분자 나노에 대한 실제적인 구성 요소가 있어야 하고 간단한 stereopure, 강성(단단하고 및 적응) 생성한다.
우리는 DNA 사면체, 적어도 10 nm 측면, 자가조립 대략적인 정량수득률 부분입체 이성질체의 programmable DNA linkers 에 연결 할 수 있다.
삼각 구조는 구조의 안정성을 부여한다. : DNA 사면체를 압축하여 atomic force microscope 로 관찰할 수 있다.
DNA의 축 압축성을 측정하고 높은 부하에서의 이중나선 의 좌굴(기둥의 길이가 그 횡단면의 치수에 비해 클 때, 기둥의 양단에 압축하중이 가해졌을 경우 하중이 어느 크기에 이르면 기둥이 갑자기 휘는 현상) 을 관찰 할 수 있다.

DNA의 사면체
(A) DNA의 설계사면체에 의해 형성 4 oligonucleotides
(B) spacefilling 두가지 측면
(C) AFM 이미지 : 운모의 사면체

20 bp의 정사면체의 Topological 구조 분석
(A and B)ligated and unligated nicks의 모든 가능한 조합의 열 변성 겔

cadnano

1.21 (Wed)

논문공부

1. 20 (Tue)

• 채준
  

캡시드 분해 다시결합
금속나노입자를 삽입 접촉하지 않게 금속이들어가서 더 밝아짐
유기염료와 가까워질수록 형광염료가 밝아짐
관찰하기힘들어서 형광물질을 사용한다.

논문공부

1.10 (Sat)

• 이민수, 박수현
  
• Unidirectional molecular motor on a gold surface
  

1. Molecular motor가 한방향으로 회전한다.
2. 아래쪽의 두개의 methoxy치환기가 C8 spacer 공간을 띄워주고 Au표면의 직접적인 상호작용
3. step 2 4 가 비가역적이니까 한방향성으로 돌수 있다.
4. M(-,왼쪽),P(+,오른쪽)  : helicity of molecule
5. CD spectrocscopy 를 통해 한 방향으로 회전하는 것을 알 수 있다.
6. UV/vis spectroscopy M->P로 이성질체가 형성된다. 따라서 흡광도가 같다.

• 김유진
  
• A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular Payloads
• 목적 : 자율적인 DNA나노로봇이 세포로 분자Payload의 이동이 가능하면서 세포를 감지한다

1. 특정세포표면을 찾아내서 질병을 치료하는 면역반응
2. DNA origami 로 구조체를 만들어서 만든 모양이 key lock 작용한다. ( DNA를 구성하는 수소결합으로 긴 스캐폴드의 올리고들이 붙어서 2D 3D의 구조를형성할 수 있는 기술 )
   
3. 앱타머 : chemical antibody 표적분자의 높은 특이성 친화성
   
4. nanorobot 장점 :항체보다 분자크기가 작고 이동,변형이 용이하고 안정성, 추출시 경제적 생체내 거부반응도 적다

• 박효진
  

1. SST 로 자가조립해서 Domain 하나당10.5 4개의 base 42개 Brick wall diagram brick
2. 양쪽끝을 이어서 3D로 구조를 만들 수 있다.
3. 전기영동 (아가로즈겔) - 잘만들어졌는지 확인
   

 AFM  2D 구조확인

 TEM  3D 구조확인

• 유혜진
• DNA (deoxyribonucleic acid)

1. 유전정보를 지니지만 만들어낸 구조는 유전정보까지는 지니지않는다.
2. 하나의 helix 2.25nm
   

1bp  0.34nm 

3.4nm  =  10.5bp 

42bp  21   —-turn 때문

1. 열과 PH를 적당히 조절 — 다 끊길수있다.
2. DNA nanotechnology :DNA의 수소결합을 이용해서 nano structure

• 구조를 예측할수있다.
• 생산하기쉽다
• 크기를제어가능
• 염기서열을 프로그래밍가능

1. DNA crossover molecules  : 엮어서 많은 구조체를 만들수있다.

ex ) hairpin구조

2 DNA origami : bottom-Up방식, 짧은 올리고(staple) 를 넣어서 형성

• 강민경
• caDNAno
• 파란색이 안정 붉은색이 불안정
• 사용방법

1. 시프트 축소
2. shift + alt or 화살표 끌어당긴
3. 맨앞에 화살표 화살표클릭 숫자를 증가시키면 길이확장 21단위 (2턴) (한칸이 1bp)
4. F force path 표시없이더 연결가능 원하는 부분에 연겱능 —숫자나타난게 안정하다

논문공부

1.4(Sun)

Highly Connected Two-Dimensional Crystals of DNA Six-Point-Stars

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja0665141

• SST(single strand tile)을 이용하여 DNA six-point-star motif 만들기

1. A blunt-ended six-point-star motif consists of six blue strands, six red strands, and one black strand.
2. 1번을 sticky-ended 연결하여 six-point- star motifs를 만든다
3. PAGE(polyacrylamide gel electrophoretic )분석하였을때 (black:blue:red=1:6:6)일때 six-point-star motif로 선명한 band가 나온다.
4. AFM(atomic force microscopy)으로 구조를 관찰하였을때 2D구조에서 정삼각형과 육각형의 구멍이 포함되어있다.
5. 4의 AFM분석보다 FM(fluorescence microscopy)는 더 빠르고 편리하게 분석할 수 있지만 나노크기의 구조정보를 제공하지 못한다.

• 12 sticky end가 서로 인접한 tile과 연결되어 2D DNA six-point-star motif 를 만들 수 있고 더 나아가 3D구조도 만들 수 있다.