通过竞争连接控制 DNA 介导的胶体相互作用的温度敏感性
软凝聚态物质
2013-01-22 v1
摘要
我们提出了一种新策略以改善 DNA 功能化胶体的自组装特性。我们要解决的问题是，DNA 功能化胶体通常仅在狭窄的温度窗口内结晶（如果有的话）。根本原因在于 DNA 介导的相互作用对温度或其他物理控制参数具有极高的敏感性。我们建议通过利用具有不同核苷酸序列的 DNA 连接之间的竞争来拓宽胶体结晶的窗口，这将导致主导键型随温度发生切换。遵循此策略，我们可以降低 DNA 介导自组装的温度依赖性，从而构建出能在比现有 DNA 功能化胶体系统更宽温度窗口内结晶的系统。我们报告的蒙特卡洛模拟表明，所提出的策略在实际系统中确实可行，并适用于特定的可设计 DNA 序列。根据不同 DNA 构建体的长度比，我们发现键切换要么是由能量驱动（等长或“对称”DNA），要么是由组合熵增控制（“非对称”DNA），后者源于每条 DNA 链可能结合的大量伙伴。我们提供了可实现这些效应的具体 DNA 序列建议。
引用
@article{arxiv.1201.6025,
title = {Controlling the temperature sensitivity of DNA-mediated colloidal interactions through competing linkages},
author = {B. M. Mognetti and M. E. Leunissen and D. Frenkel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.6025},
year = {2013}
}