Programmable DNA synthetic condensates for molecular function control
연구 내용
DNA 분자 간 상호작용을 프로그래밍해 상분리 기반 합성 응집체의 조립·조성·기능을 제어하고, 반응 성분을 농축해 DNA strand displacement와 논리 게이트 동작을 구현하는 연구
생체 내 응집체가 유전자 조절과 스트레스 생존에 관여한다는 관찰에 기반하여, DNA를 빌딩 블록으로 한 합성 응집체를 상분리로 조립하는 접근을 수행합니다. DNA 간 상호작용을 조절해 응집체의 조립 상태와 조성, 기능을 선택적으로 설계하고, 특정 DNA 클라이언트를 친화적으로 분배하여 반응 환경을 재구성합니다. 또한 결합 리간드를 활용해 DNA 나노구조의 전역 형상과 강성을 변조하는 chemo-mechanical 제어를 병행함으로써, 재구성 가능한 분자 기계 구현을 위한 조절 변수를 확보합니다.
관련 연구 성과
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2편
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연구 흐름
초기에는 DNA 상호작용의 프로그래머빌리티를 바탕으로, 상분리 조립을 통해 예측 가능한 합성 응집체를 형성하는 절차를 정립했습니다. 이후 응집체 내부로 DNA 구성요소가 선택적으로 파티셔닝되는 현상을 활용하여 strand displacement와 논리 게이트 동작이 일어나는 반응 미세환경을 구축했습니다. 그 다음 단계에서는 결합 리간드의 종류와 농도에 따른 chemo-mechanical 반응을 이용해 DNA origami의 전역 곡률과 강성 변화를 재현성 있게 제어하는 방향으로 확장했습니다. 최근에는 이러한 동역학적 제어를 결합해 분자 수준에서 on-demand 기능을 구현하는 연구로 진행하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Engineering DNA-based synthetic condensates with programmable material properties, compositions, and functionalities
Modulating the chemo-mechanical response of structured DNA assemblies through binding molecules