De Novo Design of Hydrogen-Bonding Networks for Deterministic Bio-Nano Recognition

合理设计 序列(生物学) 化学 分类 序列空间 DNA 纳米技术 编码(集合论) 空格(标点符号) 分子识别 编码(内存) 领域(数学) 碳纳米管 计算机科学 合成生物学 计算生物学 理论计算机科学 方案(数学) DNA测序 分离(微生物学) 启发式 双股 生物系统 源代码 钥匙(锁) A-DNA 控制(管理) 分子工程 人工智能
作者
Li Zhu,Yinong Li,Yannan Feng,Junran Luo,Jian Li,田始善,Zhiwei Lin
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c11726
摘要

Abstract Achieving deterministic control over molecular recognition at high-curvature bio-nano interfaces remains a fundamental challenge. For two decades, DNA-mediated single-wall carbon nanotube (SWCNT) sorting has relied on empirical screening, leaving the underlying recognition code largely undeciphered. Here, we report a de novo design framework that rationally programs DNA sequences via a generalized hydrogen-bonding network (HBN) model. Navigating the vast sequence space via an automated HBN-driven compiler, we experimentally evaluated a library of 150 designed sequences. This strategy achieved an extraordinary 91.3% success rate in mediating chirality-specific sorting, facilitating the high-purity isolation of 21 distinct (n, m) SWCNT species. Notably, this framework enabled the capture of three rare quasi-metallic nanotubes─(8,2), (9,3), and (10,1)─which were previously inaccessible via conventional screening. Mechanistically, the helical periodicity (N) serves as a universal tuning knob to coordinately modulate nanotube diameter and interfacial DNA pitch. This structural programmability enables the “bespoke” engineering of DNA-SWCNT sensors with tailored molecular discrimination and electrochemical resilience. This work transitions the field from labor-intensive, trial-and-error sequence screening to a deterministic, rational design paradigm.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
务实晓啸发布了新的文献求助10
刚刚
纪晴发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
极限001的应助被科研通管家采纳,获得30
2秒前
搜集达人的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
田様的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
星星完成签到,获得积分10
2秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
zyyzyy完成签到,获得积分10
2秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
丘比特的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
Ava的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
liz223完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
诸葛明明的应助被科研通管家采纳,获得50
3秒前
3秒前
ding的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
慕青的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
脑洞疼的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
天天快乐的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
BUWAN的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
v0id的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
FashionBoy的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
刘奇发布了新的文献求助10
4秒前
无花果的应助被Ma1223采纳,获得10
4秒前
LL完成签到 ,获得积分10
4秒前
科目三的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
yeon123完成签到 ,获得积分10
6秒前
机灵的明杰完成签到 ,获得积分10
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7886232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9398662
关于积分的说明 20828087
捐赠科研通 7488649
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3356458
关于科研通互助平台的介绍 2495230
邀请新用户注册赠送积分活动 2384433