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노영훈
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Noncanonical Head-to-Head Hairpin DNA Dimerization Is Essential for the Synthesis of Orange Emissive Silver Nanoclusters
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Abstract

DNA secondary structures, such as dimers and hairpins, are important for the synthesis of DNA template-embedded silver nanoclusters (DNA/AgNCs). However, the arrangement of AgNCs within a given DNA template and how the AgNC influences the secondary structure of the DNA template are still unclear. Here, we introduce a noncanonical head-to-head hairpin DNA nanostructure that is driven by orange-emissive AgNCs. Through detailed in-gel analysis, sugar backbone switching, inductively coupled plasma mass spectrometry, small-angle X-ray scattering, and small angle neutron scattering, we show that the orange-emissive AgNCs mediate cytosine-Ag-cytosine bridging between two six-cytosine loop (6C-loop) hairpin DNA templates. Unlike green, red, or far-red emissive AgNCs, which are embedded inside a hairpin and duplex DNA template, the orange-emissive AgNCs are localized on the interface between the two 6C-loop hairpin DNA templates, thereby linking them. Moreover, we found that deoxyribose in the backbone of the 6C-loop at the third and fourth cytosines is crucial for the formation of the orange-emissive AgNCs and the head-to-head hairpin DNA structure. Taken together, we suggest that the specific wavelength of AgNCs fluorescence is determined by the mutual interaction between the secondary or tertiary structures of DNA- and AgNC-mediated intermolecular DNA cross-linking.

KEYWORDS:DNA nanotechnology, silver nanoclusters, DNA assembly, noncanonical DNA structure, metal-mediated structure, biomaterial, DNA nanodevice

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2020년 06월 (BRIC 등록일 2020-06-26)
- 연구진: 국내(교신)+국외 연구진태극기
- 분야: Genetics
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