Pitkien yksijuosteisten DNA-molekyylien suunnittelu ja valmistus DNA-origamirakenteiden käyttöön

Abstract

DNA on nykyään yksi laajimmin käytetyistä molekyylirakenteista itsekokoavien materiaalien suunnittelussa. Näitä nanomittakaavan DNA:lla valmistettuja materiaaleja käytetään yhä enemmän erilaisissa sovelluksissa kuten syövän immuunihoidossa ja lääkkeiden annostelujärjestelmissä. DNA-origamitekniikka on menetelmä, jossa kootaan näitä kaksi- ja kolmiulotteisia DNA-origamirakenteita taittamalla pitkä yksijuosteinen DNA-molekyyli lyhyillä komplementaarisilla oligonukleotideillä haluttuun muotoon. Yleisin käytetty runkojuoste DNA-origamirakenteiden valmistuksessa on virusperäinen pyöreä yksijuosteinen M13mp18-genomi, jolla on rajalliset mahdollisuudet lopullisten sekvenssin ja rakenteiden koon kannalta. Valmiiden rakenteiden koot ovat riippuvaisia runkojuosteen pituudesta ja siksi rakenteiden valmistuksessa räätälöityjen runkojuosteiden suunnittelu- ja valmistusmenetelmistä on tullut ratkaisevia. Tämä kandidaatintyö perehtyy erilaisiin niin perinteiseen kuin räätälöityjen runkojuosteiden suunnittelu- ja valmistusmenetelmiin, joita ovat bakteriofagipohjaiset menetelmät, PCR-pohjaiset menetelmät sekä entsymaattiset menetelmät. Yleisin tapa valmistaa runkojuosteita on yhä perinteinen bakteriofagipohjainen menetelmä sen yksinkertaisuuden sekä hyvän tuotantosaantonsa vuoksi. Muilla menetelmillä voidaan vaikuttaa runkojuosteiden sekvensseihin ja pituuksiin ja siten valmistaa räätälöityjä runkojuosteita. Näiden menetelmien laajempi käyttö kuitenkin rajoittuu vielä muun muassa huonoihin tuotantosaantoihin sekä monet menetelmistä ovat liian kalliita tai monimutkaisia.