Self-assembled DNA nanopores that span lipid bilayers

Nano Letters

Volumn 13, Issue 6, 2013, Pages 2351-2356

  Burns, Jonathan R ^a   Stulz, Eugen ^b   Howorka, Stefan ^a  

^a UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON   (United Kingdom)

Author keywords

biophysics; DNA nanotechnology; lipid bilayer; nanopore; nucleic acids; origami; phosphorothioate; self assembly; single molecule

Indexed keywords

DNA-NANOTECHNOLOGY; HYDROPHOBIC ENVIRONMENT; NATURALLY OCCURRING; ORIGAMI; PHOSPHOROTHIOATES; SELF-ASSEMBLED DNA; SINGLE-MOLECULE; TRANSMEMBRANE TRANSPORT;

BIOPHYSICS; DNA; LIPID BILAYERS; NANOFLUIDICS; NUCLEIC ACIDS; OLIGONUCLEOTIDES; PROTEINS; SELF ASSEMBLY;

NANOPORES;

DNA; LIPID BILAYER; NANOMATERIAL;

CHEMISTRY; LIPID BILAYER; ARTICLE;

DNA; LIPID BILAYERS; NANOSTRUCTURES;

EID: 84879098672     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl304147f     Document Type: Article

References (73)

1. Ding, B.; Seeman, N. C. Science 2006, 314 (5805) 1583-1585
2. Lin, C.; Yan, H. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (4) 249-254
3. Rothemund, P. W. Nature 2006, 440 (7082) 297-302
4. Goodman, R. P.; Schaap, I. A.; Tardin, C. F.; Erben, C. M.; Berry, R. M.; Schmidt, C. F.; Turberfield, A. J. Science 2005, 310 (5754) 1661-1665
5. Sacca, B.; Niemeyer, C. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51 (1) 58-66
6. Teller, C.; Willner, I. Curr. Opin. Biotechnol. 2010, 21 (4) 376-391
7. Castro, C. E.; Kilchherr, F.; Kim, D. N.; Shiao, E. L.; Wauer, T.; Wortmann, P.; Bathe, M.; Dietz, H. Nat. Methods 2011, 8 (3) 221-229
8. Wickham, S. F.; Bath, J.; Katsuda, Y.; Endo, M.; Hidaka, K.; Sugiyama, H.; Turberfield, A. J. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (3) 169-173
9. Omabegho, T.; Sha, R.; Seeman, N. C. Science 2009, 324 (5923) 67-71
10. Wickham, S. F.; Endo, M.; Katsuda, Y.; Hidaka, K.; Bath, J.; Sugiyama, H.; Turberfield, A. J. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (3) 166-169
11. Venkataraman, S.; Dirks, R. M.; Rothemund, P. W.; Winfree, E.; Pierce, N. A. Nat. Nanotechnol. 2007, 2 (8) 490-494
12. Rinker, S.; Ke, Y. G.; Liu, Y.; Chhabra, R.; Yan, H. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (7) 418-422
13. Nangreave, J.; Yan, H.; Liu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (12) 4490-4497
14. Wang, Z. G.; Wilner, O. I.; Willner, I. Nano Lett. 2009, 9 (12) 4098-4102
15. Wilner, O. I.; Weizmann, Y.; Gill, R.; Lioubashevski, O.; Freeman, R.; Willner, I. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (4) 249-254
16. Hille, B. Ion channels of excitable membranes, 3 rd ed.; Sinauer Associates: Sunderland, MA, 2001.
17. Bayley, H.; Cremer, P. S. Nature 2001, 413 (6852) 226-230
18. Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2007, 2 (4) 209-215
19. Branton, D.; Deamer, D. W.; Marziali, A.; Bayley, H.; Benner, S. A.; Butler, T.; Di Ventra, M.; Garaj, S.; Hibbs, A.; Huang, X. H.; Jovanovich, S. B.; Krstic, P. S.; Lindsay, S.; Ling, X. S. S.; Mastrangelo, C. H.; Meller, A.; Oliver, J. S.; Pershin, Y. V.; Ramsey, J. M.; Riehn, R.; Soni, G. V.; Tabard-Cossa, V.; Wanunu, M.; Wiggin, M.; Schloss, J. A. Nat. Biotechnol. 2008, 26 (10) 1146-1153
20. Howorka, S.; Siwy, Z. Chem. Soc. Rev. 2009, 38 (8) 2360-2384
21. Cherf, G. M.; Lieberman, K. R.; Rashid, H.; Lam, C. E.; Karplus, K.; Akeson, M. Nat. Biotechnol. 2012, 30 (4) 344-348
22. Manrao, E. A.; Derrington, I. M.; Laszlo, A. H.; Langford, K. W.; Hopper, M. K.; Gillgren, N.; Pavlenok, M.; Niederweis, M.; Gundlach, J. H. Nat. Biotechnol. 2012, 30 (4) 349-353
23. Clarke, J.; Wu, H. C.; Jayasinghe, L.; Patel, A.; Reid, S.; Bayley, H. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (4) 265-270
24. Baker, L. A.; Bird, S. P. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (2) 73-74
25. Basore, J. R.; Lavrik, N. V.; Baker, L. A. Adv. Mater. 2010, 22 (25) 2759-2763
26. Yusko, E. C.; Johnson, J. M.; Majd, S.; Prangkio, P.; Rollings, R. C.; Li, J.; Yang, J.; Mayer, M. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (4) 253-260
27. Kasianowicz, J. J.; Brandin, E.; Branton, D.; Deamer, D. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93 (24) 13770-13773
28. Wang, Y.; Zheng, D.; Tan, Q.; Wang, M. X.; Gu, L. Q. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (10) 668-674
29. Wanunu, M.; Dadosh, T.; Ray, V.; Jin, J.; McReynolds, L.; Drndic, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 807-814
30. Wanunu, M.; Morrison, W.; Rabin, Y.; Grosberg, A. Y.; Meller, A. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (2) 160-165
31. Movileanu, L. Trends Biotechnol. 2009, 27 (6) 333-341
32. Kowalczyk, S. W.; Kapinos, L.; Blosser, T. R.; Magalhães, T.; van Nies, P.; Lim, R. Y.; Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (7) 433-438
33. Venkatesan, B. M.; Bashir, R. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (10) 615-624
34. Lu, S.; Li, W. W.; Rotem, D.; Mikhailova, E.; Bayley, H. Nat. Chem. 2010, 2 (11) 921-928
35. Powell, M. R.; Cleary, L.; Davenport, M.; Shea, K. J.; Siwy, Z. S. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (12) 798-802
36. Albrecht, C. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (4) 195-196
37. Wei, R. S.; Gatterdam, V.; Wieneke, R.; Tampe, R.; Rant, U. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (4) 257-263
38. Bayley, H.; Jayasinghe, L. Mol. Membr. Biol. 2004, 21 (4) 209-220
39. Litvinchuk, S.; Tanaka, H.; Miyatake, T.; Pasini, D.; Tanaka, T.; Bollot, G.; Mareda, J.; Matile, S. Nat. Mater. 2007, 6 (8) 576-580
40. Zaccai, N. R.; Chi, B.; Thomson, A. R.; Boyle, A. L.; Bartlett, G. J.; Bruning, M.; Linden, N.; Sessions, R. B.; Booth, P. J.; Brady, R. L.; Woolfson, D. N. Nat. Chem. Biol. 2011, 7 (12) 935-941
41. Bell, N. A.; Engst, C. R.; Ablay, M.; Divitini, G.; Ducati, C.; Liedl, T.; Keyser, U. F. Nano Lett. 2012, 12 (1) 512-517
42. Langecker, M.; Arnaut, V.; Martin, T. G.; List, J.; Renner, S.; Mayer, M.; Dietz, H.; Simmel, F. C. Science 2012, 338 (6109) 932-936
43. Mitchell, N.; Schlapak, R.; Kastner, M.; Armitage, D.; Chrzanowski, W.; Riener, J.; Hinterdorfer, P.; Ebner, A.; Howorka, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48 (3) 525-527
44. Mitchell, N.; Howorka, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47 (30) 5476-5479
45. Mitchell, N.; Ebner, A.; Hinterdorfer, P.; Tampe, R.; Howorka, S. Small 2010, 6 (16) 1732-1735
46. Schlapak, R.; Danzberger, J.; Armitage, D.; Morgan, D.; Ebner, A.; Hinterdorfer, P.; Pollheimer, P.; Gruber, H. J.; Schaffler, F.; Howorka, S. Small 2012, 8 (1) 89-97
47. Yin, P.; Hariadi, R. F.; Sahu, S.; Choi, H. M.; Park, S. H.; Labean, T. H.; Reif, J. H. Science 2008, 321 (5890) 824-826
48. Wang, T.; Schiffels, D.; Cuesta, S. M.; Fygenson, D. K.; Seeman, N. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (3) 1606-1616
49. Douglas, S. M.; Marblestone, A. H.; Teerapittayanon, S.; Vazquez, A.; Church, G. M.; Shih, W. M. Nucleic Acids Res. 2009, 37 (15) 5001-5006
50. Tristram-Nagle, S.; Kim, D. J.; Akhunzada, N.; Kucerka, N.; Mathai, J. C.; Katsaras, J.; Zeidel, M.; Nagle, J. F. Chem. Phys. Lipids 2010, 163 (6) 630-637
51. Gut, I. G.; Beck, S. Nucleic Acids Res. 1995, 23 (8) 1367-1373
52. O'Neill, P.; Rothemund, P. W. K.; Kumar, A.; Fygenson, D. K. Nano Lett. 2006, 6 (7) 1379-1383
53. Clifton, L. A.; Sanders, M. R.; Castelletto, V.; Rogers, S. E.; Heenan, R. K.; Neylon, C.; Frazier, R. A.; Green, R. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13 (19) 8881-8888
54. Ortega, A.; Amoros, D.; de la Torre, J. G. Biophys. J. 2011, 101 (4) 892-898
55. Ke, Y. G.; Sharma, J.; Liu, M. H.; Jahn, K.; Liu, Y.; Yan, H. Nano Lett. 2009, 9 (6) 2445-2447
56. Kuzuya, A.; Komiyama, M. Chem. Commun. 2009, 28, 4182-4184
57. Leitner, M.; Mitchell, N.; Kastner, M.; Schlapak, R.; Gruber, H. J.; Hinterdorfer, P.; Howorka, S.; Ebner, A. ACS Nano 2011, 5 (9) 7048-7054
58. Goodman, R. P.; Berry, R. M.; Turberfield, A. J. Chem. Commun. 2004, 12, 1372-1373
59. Klapetek, P.; Ohlídal, I. Ultramicroscopy 2003, 94, 19-29
60. Shibata, A.; Abe, H.; Ito, M.; Kondo, Y.; Shimizu, S.; Aikawa, K.; Ito, Y. Chem. Commun. 2009, 43, 6586-6588
61. Ho, C.; Qiao, R.; Heng, J. B.; Chatterjee, A.; Timp, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102 (30) 10455-10450
62. Siwy, Z.; Howorka, S. Chem. Soc. Rev. 2010, 39 (3) 1115-1132
63. Starace, D. M.; Bezanilla, F. Nature 2004, 427 (6974) 548-553
64. Bezrukov, S. M.; Winterhalter, M. Phys. Rev. Lett. 2000, 85 (1) 202-205
65. Bezrukov, S. M.; Kasianowicz, J. J. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 2352-2355
66. Howorka, S. Curr. Opin. Biotechnol. 2011, 22 (4) 485-491
67. Song, L.; Hobaugh, M. R.; Shustak, C.; Cheley, S.; Bayley, H.; Gouaux, J. E. Science 1996, 274 (5294) 1859-1866
68. Borsenberger, V.; Howorka, S. Nucleic Acids Res. 2009, 37 (5) 1477-1485
69. Fendt, L. A.; Bouamaied, I.; Thöni, S.; Amiot, N.; Stulz, E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (49) 15319-15329
70. Movileanu, L.; Howorka, S.; Braha, O.; Bayley, H. Nat. Biotechnol. 2000, 18 (10) 1091-1095
71. Howorka, S.; Cheley, S.; Bayley, H. Nat. Biotechnol. 2001, 19 (7) 636-639
72. Howorka, S.; Siwy, Z. S. Nat. Biotechnol. 2012, 30 (6) 506-507
73. Borsenberger, V.; Mitchell, N.; Howorka, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (22) 7530-7531