Strand displacement in DNA-based materials systems

Soft Matter

Volumn 9, Issue 47, 2013, Pages 11160-11172

  Baker, Bryan A ^a   Mahmoudabadi, Gita ^b   Milam, Valeria Tohver ^a,b  

^a Georgia Institute of Technology   (United States)

^b GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA STRAND EXCHANGES; MATERIALS SYSTEMS; MESOSCALE STRUCTURE; NUCLEIC ACID DETECTION; REACTION CASCADES; RECONFIGURABLE; RESPONSIVE MATERIALS; SINGLE-STRANDED DNA;

OLIGONUCLEOTIDES;

DNA;

EID: 84888340511     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3sm52157e     Document Type: Review

References (140)

1. K. J. Breslauer R. Frank H. Blocker L. A. Marky Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1986 83 3746
2. J. SantaLucia Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 1460
3. J. SantaLucia D. Hicks Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2004 33 415
4. N. Sugimoto S.-i. Nakano M. Yoneyama K.-i. Honda Nucleic Acids Res. 1996 24 4501
5. H. T. Allawi J. SantaLucia Biochemistry 1997 36 10581
6. H. T. Allawi J. SantaLucia Nucleic Acids Res. 1998 26 2694
7. N. Peyret P. A. Seneviratne H. T. Allawi J. SantaLucia Biochemistry 1999 38 3468
8. N. Sugimoto S.-i. Nakano M. Katoh A. Matsumura H. Nakamuta T. Ohmichi M. Yoneyama M. Sasaki Biochemistry 1995 34 11211
9. N. R. Markham M. Zuker Nucleic Acids Res. 2005 33 W577
10. N. R. Markham and M. Zuker, in Bioinformatics, Volume II., ed., J. Keith, Humana Press, Totowa, NJ, 2008, vol. 2, pp. 3-31
11. G. Ramsay Nat. Biotechnol. 1998 16 40
12. S. A. Dunbar C. A. V. Zee K. G. Oliver K. L. Karem J. W. Jacobson J. Microbiol. Methods 2003 53 245
13. J. Lu G. Getz E. A. Miska E. Alvarez-Saavedra J. Lamb D. Peck A. Sweet-Cordero B. L. Ebert R. H. Mak A. A. Ferrando J. R. Downing T. Jacks H. R. Horvitz T. R. Golub Nature 2005 435 834
14. N. C. Seeman J. Theor. Biol. 1982 99 237
15. E. Winfree F. Liu L. A. Wenzler N. C. Seeman Nature 1998 394 539
16. E. S. Andersen M. Dong M. M. Nielsen K. Jahn A. Lind-Thomsen W. Mamdouh K. V. Gothelf F. Besenbacher J. Kjems ACS Nano 2008 2 1213
17. H. Gu J. Chao S.-J. Xiao N. C. Seeman Nat. Nanotechnol. 2009 4 245
18. Y. Ke J. Sharma M. Liu K. Jahn Y. Liu H. Yan Nano Lett. 2009 9 2445
19. W. Chen G. B. Schuster J. Am. Chem. Soc. 2012 134 840
20. C. A. Mirkin R. L. Letsinger R. C. Mucic J. J. Storhoff Nature 1996 382 607
21. A. P. Alivisatos K. P. Johnsson X. Peng T. E. Wilson C. J. Loweth M. P. Bruchez P. G. Schultz Nature 1996 382 609
22. V. T. Milam A. L. Hiddessen J. C. Crocker D. J. Graves D. A. Hammer Langmuir 2003 19 10317
23. P. L. Biancaniello A. J. Kim J. C. Crocker Phys. Rev. Lett. 2005 94 058302
24. P. A. Beales T. K. Vanderlick J. Phys. Chem. A 2007 111 12372
25. D. Nykypanchuk M. M. Maye D. v. d. Lelie O. Gang Nature 2008 451 549
26. D. Li J. Rogers S. L. Biswal Langmuir 2009 25 8944
27. M. Hadorn E. Boenzil K. T. Sorensen H. Fellermann P. E. Hotz M. M. Hanczyc Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 20320
28. O. Padovan-Mehrar F. V. Lara F. W. Starr J. Chem. Phys. 2011 134 244701
29. Z. J. Gartner C. R. Bertozzi Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 4606
30. H. Onoe S. C. Hsiao E. S. Douglas Z. J. Gartner C. R. Bertozzi M. B. Francis R. A. Mathies Langmuir 2012 28 8120
31. N. L. Rosi C. A. Mirkin Chem. Rev. 2005 105 1547
32. F. A. Aldaye A. L. Palmer H. F. Sleiman Science 2008 321 1795
33. Y. H. Roh R. C. H. Ruiz S. Peng J. B. Lee D. Luo Chem. Soc. Rev. 2011 40 5730
34. N. Geerts E. Eiser Soft Matter 2010 6 4647
35. L. D. Michele E. Eiser Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 3115
36. P. W. K. Rothemund Nature 2006 440 297
37. A. J. Kim P. L. Biancaniello J. C. Crocker Langmuir 2006 22 1991
38. S. Y. Park A.K. R. Lytton-Jean B. Lee S. Weigand G. C. Schatz C. A. Mirkin Nature 2008 451 553
39. M. M. Cox Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 8173
40. T. v. d. Heijden M. Modesti S. Hage R. Kanaar C. Wyman C. Dekker Mol. Cell 2008 30 530
41. D. Y. Zhang E. Winfree J. Am. Chem. Soc. 2009 131 17303
42. I. G. Panyutin P. Hsieh J. Mol. Biol. 1993 230 413
43. D. Y. Zhang G. Seelig Nat. Chem. 2011 3 103
44. L. M. Adleman Science 1994 266 1021
45. Q. H. Liu L. M. Wang A. G. Frutos A. E. Condon R. M. Corn L. M. Smith Nature 2000 403 175
46. G. Seelig D. Soloveichik D. Y. Zhang E. Winfree Science 2006 314 1585
47. B. M. Frezza S. L. Cockroft M. R. Ghadiri J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14875
48. L. Qian E. Winfree J. R. Soc. Interface 2011 8 1281
49. L. Qian E. Winfree Science 2011 332 1196
50. L. Qian E. Winfree J. Bruck Nature 2011 475 368
51. G. Seelig and D. Soloveichik, in DNA Computing and Molecular Programming, ed., R. Deaton, and, A. Suyama, Springer, Berlin, 2009, vol. 5877, pp. 144-153
52. D. Y. Zhang A. J. Turberfield B. Yurke E. Winfree Science 2007 318 1121
53. J. M. Picuri B. M. Frezza M. R. Ghadiri J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9368
54. G. Seelig, B. Yurke and E. Winfree, in DNA Computing-10th International Workshop on DNA Computing, DNA 10, ed., C. Ferretti, G. Mauri, and, C. Zandron, Springer, Berlin, 2005, vol. 3384, pp. 329-343
55. A. Phillips L. Cardelli J. R. Soc., Interface 2009 6 S419
56. A. Phillips, http://research.microsoft.com/en-us/projects/dna, accessed 20 December 2012
57. D. Soloveichik G. Seelig E. Winfree Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 5393
58. P. Yin H. M. T. Choi C. R. Calvert N. A. Pierce Nature 2008 451 318
59. S. J. Green D. Lubrich A. J. Turberfield Biophys. J. 2006 91 2966
60. D. Y. Zhang E. Winfree Nucleic Acids Res. 2010 38 4182
61. C.-C. Chang C.-C. Chen S.-C. Wei H.-H. Lu Y.-H. Liang C.-W. Lin Sensors 2012 12 8319
62. D. A. Khodakov A. S. Khodakova A. Linacre A. V. Ellis J. Am. Chem. Soc. 2013 135 5612
63. Z. J. Gartner D. R. Liu J. Am. Chem. Soc. 2001 123 6961
64. Z. J. Gartner R. Grubina C. T. Calderone D. R. Liu Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 1370
65. M. L. McKee P. J. Milnes J. Bath E. Stulz A. J. Turberfield R. K. O'Reilly Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 7948
66. Y. He D. R. Liu J. Am. Chem. Soc. 2011 133 9972
67. C. Green C. Tibbetts Nucleic Acids Res. 1981 9 1905
68. C. P. H. Vary Nucleic Acids Res. 1987 15 6883
69. H. K. K. Subramanian B. Chakraborty R. Sha N. C. Seeman Nano Lett. 2011 11 910
70. L. P. Reynaldo A. V. Vologodskii B. P. Neri V. I. Lyamichev J. Mol. Biol. 2000 297 511
71. M. Homann W. Nedbal G. Sczakiel Nucleic Acids Res. 1996 24 4395
72. A. J. Turberfield J. C. Mitchell B. Yurke A. P. Mills M. I. Blakey F. C. Simmel Phys. Rev. Lett. 2003 90 118102
73. B. Yurke A. J. Turberfield A. P. Mills F. C. Simmel J. L. Neumann Nature 2000 406 605
74. G. Seelig B. Yurke E. Winfree J. Am. Chem. Soc. 2006 128 12211
75. D. Y. Zhang S. X. Chen P. Yin Nat. Chem. 2012 4 208
76. A. J. Genot D. Y. Zhang J. Bath A. J. Turberfield J. Am. Chem. Soc. 2011 133 2177
77. T. Omabegho R. Sha N. C. Seeman Science 2009 324 67
78. B. Yurke, in Controlled Nanoscale Motion, ed., H. Linke, and, A. Mansson, Springer, 2007, vol. 711, pp. 331-347
79. D. C. Lin B. Yurke N. A. Langrana J. Mater. Res. 2005 20 1456
80. S. J. Green J. Bath A. J. Turberfield Phys. Rev. Lett. 2008 101 238101
81. F. C. Simmel B. Yurke Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2001 63 041913
82. B. Yurke A. P. Mills Genetic Programming and Evolvable Machines 2003 4 111
83. J. C. Mitchell and B. Yurke, in DNA Computing-7th International Workshop on DNA-Based Computers, DNA 7, ed., N. Jonoska, and, N. C. Seeman, Springer, 2002, vol. 2340, pp. 258-268
84. R. Chhabra J. Sharma Y. Liu H. Yan Nano Lett. 2006 6 978
85. C. Buranachai S. A. McKinney T. Ha Nano Lett. 2006 6 496
86. J. J. Li W. Tan Nano Lett. 2002 2 315
87. P. Alberti J.-L. Mergny Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 1569
88. L. Feng S. H. Park J. H. Reif H. Yan Angew. Chem. 2003 115 4478
89. J.-S. Shin N. A. Pierce J. Am. Chem. Soc. 2004 126 10834
90. H. Yan X. Zhang Z. Shen N. C. Seeman Nature 2002 415 62
91. Y. Tian C. Mao J. Am. Chem. Soc. 2004 126 11410
92. W. B. Sherman N. C. Seeman Nano Lett. 2004 4 1203
93. R. A. Muscat J. Bath A. J. Turberfield Nano Lett. 2011 11 982
94. C. Liu N. Jonoska N. C. Seeman Nano Lett. 2009 9 2641
95. F. C. Simmel W. U. Dittmer Small 2005 1 284
96. E. S. Andersen M. Dong M. M. Nielsen K. Jahn R. Subramani W. Mamdouh M. M. Golas B. Sander H. Stark C. L. P. Oliveira J. S. Pedersen V. Birkedal F. Besenbacher K. V. Gothelf J. Kjems Nature 2009 459 73
97. Z. Zhang D. Zeng H. Ma G. Feng J. Hu L. He C. Li C. Fan Small 2010 6 1854
98. H. B. Wang M. Dembo Y. L. Wang Am. J. Physiol.: Cell Physiol. 2000 279 C1345
99. C. A. Reinhart-King M. Dembo D. A. Hammer Langmuir 2003 19 1573
100. D. Calvet J. Y. Wong S. Giasson Macromolecules 2004 37 7762
101. B. A. Baker R. L. Murff V. T. Milam Polymer 2010 51 2207
102. D. C. Lin B. Yurke N. A. Langrana J. Biomech. Eng. 2004 126 104
103. S. Tierney B. T. Stokke Biomacromolecules 2009 10 1619
104. M. Gao K. Gawel B. T. Stokke Soft Matter 2011 7 1741
105. S. R. N. Peña S. Raina G. P. Goodrich N. V. Fedoroff C. D. Keating J. Am. Chem. Soc. 2002 124 7314
106. C. M. Soto A. Srinivasan B. R. Ratna J. Am. Chem. Soc. 2002 124 8508
107. P. L. Biancaniello J. C. Crocker D. A. Hammer V. T. Milam Langmuir 2007 23 2688
108. H. Tang R. Deschner P. Allen Y. Cho P. Sermas A. Maurer A. D. Ellington C. G. Willson J. Am. Chem. Soc. 2012 134 15245
109. C. K. Tison V. T. Milam Soft Matter 2010 6 4446
110. S. R. Corrie G. A. Lawrie B. J. Battersby K. Ford A. Rühmann K. Koehler D. E. Sabath M. Trau Cytometry, Part A 2008 73 467
111. B. J. Battersby M. Trau Trends Biotechnol. 2002 20 167
112. M. A. Iannone J. D. Taylor J. Chen M.-S. Li P. Rivers K. A. Slentz-Kesler M. P. Weiner Cytometry 2000 39 131
113. W. B. Rogers T. Sinno J. C. Crocker Soft Matter 2013 9 6412
114. P. Hazarika B. Ceyhan C. M. Niemeyer Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 6469
115. C. K. Tison V. T. Milam Langmuir 2007 23 9728
116. M. M. Maye M. T. Kumara D. Nykypanchuk W. B. Sherman O. Gang Nat. Nanotechnol. 2010 5 116
117. B. A. Baker G. Mahmoudabadi V. T. Milam Colloids Surf., B 2013 102 884
118. B. A. Baker V. T. Milam Nucleic Acids Res. 2011 39 e99
119. S. T. Parpart C. K. Tison V. T. Milam Soft Matter 2010 6 3832
120. B. A. Baker V. T. Milam Langmuir 2010 26 9818
121. C. Chi M. M. Maye A. L. Stadler D. v. d. Lelie O. Gang Adv. Funct. Mater. 2011 21 1051
122. D. S. Sebba J. J. Mock D. R. Smith T. H. LaBean A. A. Lazarides Nano Lett. 2008 8 1803
123. D. S. Sebba T. H. LaBean A. A. Lazarides Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2008 93 69
124. M.-P. Chien A. M. Rush M. P. Thompson N. C. Gianneschi Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 5076
125. M. P. Thompson M.-P. Chien T.-H. Ku A. M. Rush N. C. Gianneschi Nano Lett. 2010 10 2690
126. J. O. Hardin V. T. Milam Biomacromolecules 2013 14 986
127. A. W. Peterson R. J. Heaton R. Georgiadis J. Am. Chem. Soc. 2000 122 7837
128. A. W. Peterson R. J. Heaton R. M. Georgiadis Nucleic Acids Res. 2001 29 5163
129. Z. Zhang Q. Cheng P. Feng Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 118
130. C. H. Vannoy L. Chong C. Le U. J. Krull Anal. Chim. Acta 2013 759 92
131. J. O. Hardin V. T. Milam Soft Matter 2011 7 2674
132. J. O. Hardin A. Fernandez-Nieves C. J. Martinez V. T. Milam Langmuir 2013 29 5534
133. P. -S. Ng D. E. Bergstrom Nano Lett. 2005 5 107
134. J. L. Turner M. L. Becker X. Li J. S. A. Taylor K. L. Wooley Soft Matter 2005 1 69
135. N. A. Eze V. T. Milam Soft Matter 2013 9 2403
136. W. U. Dittmer A. Reuter F. C. Simmel Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 3550
137. M. R. Battig B. Soontornworajit Y. Wang J. Am. Chem. Soc. 2012 134 12410
138. B. Soontornworajit J. Zhou M. P. Snipes M. R. Battig Y. Wang Biomaterials 2011 32 6839
139. B. Soontornworajit J. Zhou M. T. Shaw T. Tai-Hsi Y. Wang Chem. Commun. 2010 46 1857
140. J. T. McGinley I. Jenkins T. Sinno J. C. Crocker Soft Matter 2013 9 9119