DNA condensation using cationic dendrimers - Morphology and supramolecular structure of formed aggregates

Soft Matter

Volumn 7, Issue 10, 2011, Pages 4577-4594

  Ainalem, Marie Louise ^a   Nylander, Tommy ^b  

^a EUROPEAN SPALLATION SOURCE ERIC   (Sweden)

^b LUND UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AQUEOUS SOLUTIONS; DNA CONDENSATION; DNA MOLECULES; ELECTROSTATIC INTERACTIONS; GENE DELIVERY; GLOBULAR AGGREGATES; HEXAGONAL UNIT CELLS; LIVING CELL; ORDERED ARRAY; POLYAMIDOAMINE DENDRIMERS; SALT CONCENTRATION; SELF ASSEMBLED STRUCTURES; SUPRAMOLECULAR STRUCTURE; TOTAL CHARGE;

AGGLOMERATION; AGGREGATES; CONDENSATION; DENDRIMERS; DNA; GENE EXPRESSION; GENE THERAPY; GENE TRANSFER; MORPHOLOGY;

NUCLEIC ACIDS;

EID: 79955669096     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0sm01171a     Document Type: Article

References (144)

1. J. D. Watson F. H. C. Crick Nature 1953 171 737 738
2. K. Holmberg, B. Jönsson, B. Kronberg and B. Lindman, Surfactants and Polymers in Aqueous Solutions, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2nd edn, 2003
3. H. Wennerström and D. F. Evans, The Colloidal Domain: Where Physics and Chemistry, Biology, and Technology Meet, Wiley-VCH, New York, 1999
4. M. Ullner, in DNA Interactions with Polymers and Surfactants, ed., R. Dias, and, B. Lindman,, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2008, pp. 1-31
5. L. Stryer, Biochemistry, W. H. Freeman and Company, New York, 4th edn, 2000
6. R. D. Kornberg Annu. Rev. Biochem. 1977 46 931 954
7. K. Luger A. W. Mader R. K. Richmond D. F. Sargent T. J. Richmond Nature 1997 389 251 260
8. J. D. McGhee G. Felsenfeld Annu. Rev. Biochem. 1980 49 1115 1156
9. A. Ahmad H. M. Evans K. Ewert C. X. George C. E. Samuel C. R. Safinya J. Gene Med. 2005 7 739 748
10. V. A. Bloomfield Curr. Opin. Struct. Biol. 1996 6 334 341
11. J. M. Escoffre J. Teissie M. P. Rols J. Membr. Biol. 2010 236 61 74
12. O. Boussif F. Lezoualch M. A. Zanta M. D. Mergny D. Scherman B. Demeneix J. P. Behr Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995 92 7297 7301
13. P. L. Felgner T. R. Gadek M. Holm R. Roman H. W. Chan M. Wenz J. P. Northrop G. M. Ringold M. Danielsen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1987 84 7413 7417
14. L. Naldini U. Blomer P. Gallay D. Ory R. Mulligan F. H. Gage I. M. Verma D. Trono Science 1996 272 263 267
15. J. D. Eichman A. U. Bielinska J. F. Kukowska-Latallo J. R. Baker Pharm. Sci. Technol. Today 2000 3 232 241
16. F. D. Ledley Hum. Gene Ther. 1995 6 1129 1144
17. D. Luo W. M. Saltzman Nat. Biotechnol. 2000 18 33 37
18. T. Niidome L. Huang Gene Ther. 2002 9 1647 1652
19. J. O. Radler I. Koltover T. Salditt C. R. Safinya Science 1997 275 810 814
20. N. S. Templeton D. D. Lasic P. M. Frederik H. H. Strey D. D. Roberts G. N. Pavlakis Nat. Biotechnol. 1997 15 647 652
21. C. Dufes I. F. Uchegbu A. G. Schatzlein Adv. Drug Delivery Rev. 2005 5 2177 2202
22. G. S. Manning Q. Rev. Biophys. 1978 11 179 246
23. N. A. Jones I. R. C. Hill S. Stolnik F. Bignotti S. S. Davis M. C. Garnett Biochim. Biophys. Acta 2000 1517 1 18
24. K. Yoshikawa Y. Matsuzawa K. Minagawa M. Doi M. Matsumoto Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992 188 1274 1279
25. K. Yoshikawa S. Hirota N. Makita Y. Yoshikawa J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 1763 1766
26. K. Yoshikawa Y. Matsuzawa Phys. D 1995 84 220 227
27. D. A. Tomalia H. Baker J. Dewald M. Hall G. Kallos S. Martin J. Roeck J. Ryder P. Smith Polym. J. 1985 17 117 132
28. G. R. Newkome Z. Q. Yao G. R. Baker V. K. Gupta J. Org. Chem. 1985 50 2003 2004
29. C. J. Hawker J. M. J. Frechet J. Am. Chem. Soc. 1990 112 7638 7647
30. D. A. Tomalia Prog. Polym. Sci. 2005 30 294 324
31. P. M. R. Paulo J. N. C. Lopes S. M. B. Costa J. Phys. Chem. B 2007 111 10651 10664
32. I. Lee B. D. Athey A. W. Wetzel W. Meixner J. R. Baker Macromolecules 2002 35 4510 4520
33. P. K. Maiti T. Cagin G. F. Wang W. A. Goddard Macromolecules 2004 37 6236 6254
34. B. K. Nanjwade H. M. Bechra G. K. Derkar F. V. Manvi V. K. Nanjwade Eur. J. Pharm. Sci. 2009 38 185 196
35. G. S. Manning J. Chem. Phys. 1969 51 924 933
36. G. S. Manning J. Phys. Chem. B 2003 107 11485 11490
37. M. Ullner, in Handbook of Polyelectrolytes and their Applications, ed., S. K. Tripathy,,, J. Kumar, and, H. S. Nalwa,, American Scientific Publishers, Los Angeles, 2002
38. P. G. Arscott C. L. Ma J. R. Wenner V. A. Bloomfield Biopolymers 1995 36 345 364
39. J. A. Subirana J. L. Vives Biopolymers 1981 20 2281 2283
40. R. W. Wilson V. A. Bloomfield Biochemistry 1979 18 2192 2196
41. E. Raspaud, A. C. Toma, F. Livolant and J. Radler, in DNA Interactions with Polymers and Surfactants, ed., R. Dias, and, B. Lindman,, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2008, pp. 119-129
42. M. O. Khan, in DNA Interactions with Polymers and Surfactants, ed., R. Dias, and, B. Lindman,, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2008, pp. 317-334
43. L. Guldbrand B. Jonsson H. Wennerstrom P. Linse J. Chem. Phys. 1984 80 2221 2228
44. J. F. Kukowska-Latallo A. U. Bielinska J. Johnson R. Spindler D. A. Tomalia J. R. Baker Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996 93 4897 4902
45. M. F. Ottaviani F. Furini A. Casini N. J. Turro S. Jockusch D. A. Tomalia L. Messori Macromolecules 2000 33 7842 7851
46. M. L. Örberg K. Schillén T. Nylander Biomacromolecules 2007 8 1557 1563
47. A. Mitra T. Imae Biomacromolecules 2004 5 69 73
48. K. Fant E. K. Esbjorner P. Lincoln B. Norden Biochemistry 2008 47 1732 1740
49. W. Chen N. J. Turro D. A. Tomalia Langmuir 2000 16 15 19
50. S. M. Melnikov V. G. Sergeyev K. Yoshikawa J. Am. Chem. Soc. 1995 117 9951 9956
51. Y. S. Mel'nikova S. M. Mel'nikov J. E. Lofroth Biophys. Chem. 1999 81 125 141
52. R. S. Dias J. Innerlohinger O. Glatter M. G. Miguel B. Lindman J. Phys. Chem. B 2005 109 10458 10463
53. M. L. Ainalem, PhD thesis, Lund University, 2010
54. A. A. Zinchenko V. G. Sergeyev S. Murata K. Yoshikawa J. Am. Chem. Soc. 2003 125 4414 4415
55. M. X. Tang C. T. Redemann F. C. Szoka Bioconjugate Chem. 1996 7 703 714
56. M. X. Tang F. C. Szoka Gene Ther. 1997 4 823 832
57. J. Pelta D. Durand J. Doucet F. Livolant Biophys. J. 1996 71 48 63
58. N. V. Hud K. H. Downing Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 14925 14930
59. A. M. Carnerup M. L. Ainalem V. Alfredsson T. Nylander Soft Matter 2011 7 760 768
60. A. U. Bielinska J. F. Kukowska-Latallo J. R. Baker Biochim. Biophys. Acta, Gene Struct. Expression 1997 1353 180 190
61. M. L. Ainalem A. M. Carnerup J. Janiak V. Alfredsson T. Nylander K. Schillen Soft Matter 2009 5 2310 2320
62. N. V. Hud M. J. Allen K. H. Downing J. Lee R. Balhorn Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993 193 1347 1354
63. N. V. Hud Biophys. J. 1995 69 1355 1362
64. L. C. Gosule J. A. Schellman Nature 1976 259 333 335
65. Y. Yoshikawa K. Yoshikawa T. Kanbe Langmuir 1999 15 4085 4088
66. U. K. Laemmli Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1975 72 4288 4292
67. N. V. Hud I. D. Vilfan Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2005 34 295 318
68. W. M. Gelbart R. F. Bruinsma P. A. Pincus V. A. Parsegian Phys. Today 2000 53 38 44
69. V. A. Bloomfield Biopolymers 1991 31 1471 1481
70. V. V. Vasilevskaya A. R. Khokhlov S. Kidoaki K. Yoshikawa Biopolymers 1997 41 51 60
71. A. Y. Grosberg Biofizika 1979 24 32 37
72. J. Ubbink T. Odijk Biophys. J. 1995 68 54 61
73. I. D. Vilfan C. C. Conwell T. Sarkar N. V. Hud Biochemistry 2006 45 8174 8183
74. C. C. Conwell I. D. Vilfan N. V. Hud Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 9296 9301
75. C. C. Conwell N. V. Hud Biochemistry 2004 43 5380 5387
76. A. M. Carnerup M. L. Ainalem V. Alfredsson T. Nylander Langmuir 2009 25 12466 12470
77. H. M. Evans A. Ahmad K. Ewert T. Pfohl A. Martin-Herranz R. F. Bruinsma C. R. Safinya Phys. Rev. Lett. 2003 91 75501 75504
78. A. Topp B. J. Bauer T. J. Prosa R. Scherrenberg E. J. Amis Macromolecules 1999 32 8923 8931
79. S. F. Peng C. J. Su M. C. Wei C. Y. Chen Z. X. Liao P. W. Lee H. L. Chen H. W. Sung Biomaterials 2010 31 5660 5670
80. C. J. Su H. L. Chen M. C. Wei S. F. Peng H. W. Sung V. A. Ivanov Biomacromolecules 2009 10 773 783
81. S. Forster A. Timmann M. Konrad C. Schellbach A. Meyer S. S. Funari P. Mulvaney R. Knott J. Phys. Chem. B 2005 109 1347 1360
82. H. Deng V. A. Bloomfield Biophys. J. 1999 77 1556 1561
83. M. Mills B. Orr M. M. B. Holl I. Andricioaei Biophys. J. 2010 98 834 842
84. S. V. Lyulin I. Vattulainen A. A. Gurtovenko Macromolecules 2008 41 4961 4968
85. A. Mecke I. Lee J. R. Baker M. M. B. Holl B. G. Orr Eur. Phys. J. E 2004 14 7 16
86. M. Wells R. M. Crooks J. Am. Chem. Soc. 1996 118 3988 3989
87. V. V. Tsukruk F. Rinderspacher V. N. Bliznyuk Langmuir 1997 13 2171 2176
88. H. Tokuhisa M. Q. Zhao L. A. Baker V. T. Phan D. L. Dermody M. E. Garcia R. F. Peez R. M. Crooks T. M. Mayer J. Am. Chem. Soc. 1998 120 4492 4501
89. I. Popa B. P. Cahill P. Maroni G. Papastavrou M. Borkovec J. Colloid Interface Sci. 2007 309 28 35
90. R. Pericet-Camara G. Papastavrou M. Borkovec Langmuir 2004 20 3264 3270
91. R. Pericet-Camara B. P. Cahill G. Papastavrou M. Borkovec Chem. Commun. 2007 266 268
92. R. Mészáros L. Thompson M. Bos P. de Groot Langmuir 2002 18 6164 6169
93. A. Hierlemann J. K. Campbell L. A. Baker R. M. Crooks A. J. Ricco J. Am. Chem. Soc. 1998 120 5323 5324
94. B. P. Cahill G. Papastavrou G. J. M. Koper M. Borkovec Langmuir 2008 24 465 473
95. V. N. Bliznyuk F. Rinderspacher V. V. Tsukruk Polymer 1998 39 5249 5252
96. B. S. Kim O. V. Lebedeva D. H. Kim A. M. Caminade J. P. Majoral W. Knoll O. I. Vinogradova Langmuir 2005 21 7200 7206
97. A. J. Khopade F. Caruso Langmuir 2003 19 6219 6225
98. G. Decher J. D. Hong Makromol. Chem., Macromol. Symp. 1991 46 321 327
99. M. L. Ainalem R. A. Campbell T. Nylander Langmuir 2010 26 8625 8635
100. C. Arigita N. J. Zuidam D. J. A. Crommelin W. E. Hennink Pharm. Res. 1999 16 1534 1541
101. M.-L. Ainalem R. A. Campbell S. Khalid R. J. Gillams A. R. Rennie T. Nylander J. Phys. Chem. B 2010 114 7229 7244
102. C. Y. Guo H. Wang Y. H. Lin Q. L. Cai Shengwu Huaxue Yu Shengwu Wuli Jinzhan 2004 31 804 811
103. G. Navarro C. T. de Ilarduya Nanomedicine 2009 5 287 297
104. J. P. Clamme J. Azoulay Y. Mely Biophys. J. 2003 84 1960 1968
105. J. G. Hao X. Y. Sha Y. J. Tang Y. Jiang Z. W. Zhang W. Zhang Y. J. Li X. L. Fang Arch. Pharmacal Res. 2009 32 1045 1054
106. G. Pavlov S. Finet K. Tatarenko E. Korneeva C. Ebel Eur. Biophys. J. 2003 32 437 449
107. L. Z. Zhou L. Gan H. B. Li X. L. Yang J. Pharm. Biomed. Anal. 2007 43 330 334
108. S. Kawakami Y. Higuchi M. Hashida J. Pharm. Sci. 2008 97 726 745
109. D. Oupicky C. Konak K. Ulbrich M. A. Wolfert L. W. Seymour J. Controlled Release 2000 65 149 171
110. M. J. Tiera F. M. Winnik J. C. Fernandes Curr. Gene Ther. 2006 6 59 71
111. R. A. Cox M. Gokcen Life Sci. 1976 19 1609 1614
112. X. Q. Zhang X. L. Wang S. W. Huang R. X. Zhuo Z. L. Liu H. Q. Mao K. W. Leong Biomacromolecules 2005 6 341 350
113. Y. M. Liu T. M. Reineke Bioconjugate Chem. 2006 17 101 108
114. S. J. Hwang M. E. Davis Curr. Opin. Mol. Ther. 2001 3 183 191
115. Y. H. Xu F. C. Szoka Biochemistry 1996 35 5616 5623
116. J. J. Wheeler L. Palmer M. Ossanlou I. MacLachlan R. W. Graham Y. P. Zhang M. J. Hope P. Scherrer P. R. Cullis Gene Ther. 1999 6 271 281
117. S. Katayose K. Kataoka J. Pharm. Sci. 1998 87 160 163
118. S. P. Hong A. U. Bielinska A. Mecke B. Keszler J. L. Beals X. Y. Shi L. Balogh B. G. Orr J. R. Baker M. M. B. Holl Bioconjugate Chem. 2004 15 774 782
119. T. Dutta N. K. Jain N. A. J. McMillan H. S. Parekh Nanomedicine 2010 6 25 34
120. H. Eliyahu Y. Barenholz A. J. Domb Molecules 2005 10 34 64
121. D. Shcharbin E. Pedziwiatr J. Blasiak M. Bryszewska J. Controlled Release 2010 141 110 127
122. D. Shcharbin E. Pedziwiatr M. Bryszewska J. Controlled Release 2009 135 186 197
123. D. K. Smith Curr. Top. Med. Chem. 2008 8 1187 1203
124. K. Gardikis S. Hatziantoniou K. Viras M. Wagner C. Demetzos Int. J. Pharm. 2006 318 118 123
125. N. Karoonuthaisiri K. Titiyevskiy J. L. Thomas Colloids Surf., B 2003 27 365 375
126. B. Klajnert R. M. Epand Int. J. Pharm. 2005 305 154 166
127. Z. Y. Zhang B. D. Smith Bioconjugate Chem. 2000 11 805 814
128. A. Mecke D. K. Lee A. Ramamoorthy B. G. Orr M. M. B. Holl Langmuir 2005 21 8588 8590
129. A. Mecke I. J. Majoros A. K. Patri J. R. Baker M. M. B. Holl B. G. Orr Langmuir 2005 21 10348 10354
130. A. Mecke S. Uppuluri T. M. Sassanella D. K. Lee A. Ramamoorthy J. R. Baker B. G. Orr M. M. B. Holl Chem. Phys. Lipids 2004 132 3 14
131. O. P. Perumal R. Inapagolla S. Kannan R. M. Kannan Biomaterials 2008 29 3469 3476
132. P. R. Leroueil S. Y. Hong A. Mecke J. R. Baker B. G. Orr M. M. B. Holl Acc. Chem. Res. 2007 40 335 342
133. C. V. Kelly P. R. Leroueil B. G. Orr M. M. B. Holl I. Andricioaei J. Phys. Chem. B 2008 112 9346 9353
134. C. V. Kelly P. R. Leroueil E. K. Nett J. M. Wereszczynski J. R. Baker B. G. Orr M. M. B. Holl I. Andricioaei J. Phys. Chem. B 2008 112 9337 9345
135. J. L. Santos H. Oliveira D. Pandita J. Rodrigues A. P. Pego P. L. Granja H. Tomas J. Controlled Release 2010 144 55 64
136. A. M. Caminade C. O. Turrin J. P. Majoral Chem.-Eur. J. 2008 14 7422 7432
137. J. S. Choi K. Nam J. Park J. B. Kim J. K. Lee J. Controlled Release 2004 99 445 456
138. D. Lechardeur A. S. Verkman G. L. Lukacs Adv. Drug Delivery Rev. 2005 57 755 767
139. C. M. Paleos D. Tsiourvas Z. Sideratou Mol. Pharmacol. 2007 4 169 188
140. C. M. Paleos D. Tsiourvas Z. Sideratou L. Tziveleka Curr. Top. Med. Chem. 2008 8 1204 1224
141. K. Wada H. Arima T. Tsutsumi Y. Chihara K. Hattori F. Hirayama K. Uekama J. Controlled Release 2005 104 397 413
142. S. Y. Wong J. M. Pelet D. Putnam Prog. Polym. Sci. 2007 32 799 837
143. C. L. Waite S. M. Sparks K. E. Uhrich C. M. Roth BMC Biotechnol. 2009 9
144. J. Dennig E. Duncan Rev. Mol. Biotechnol. 2002 90 339 347