Single molecule characterization of DNA binding and strand displacement reactions on lithographic DNA origami microarrays

Nano Letters

Volumn 14, Issue 3, 2014, Pages 1627-1633

  Scheible, Max B ^a,c   Pardatscher, Günther ^a   Kuzyk, Anton ^b   Simmel, Friedrich C ^a,c  

^a WALTER SCHOTTKY INSTITUT   (Germany)

^b MAX PLANCK INSTITUTE FOR INTELLIGENT SYSTEMS   (Germany)

^c NANOSYSTEMS INITIATIVE MUNICH NIM   (Germany)

Author keywords

DNA origami; DNA strand displacement reactions; Dynamic DNA nanotechnology; e beam lithography; single molecule fluorescence

Indexed keywords

ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY; FLUORESCENCE; MICROARRAYS; MOLECULES; SELF ASSEMBLY; SUBSTITUTION REACTIONS; SUBSTRATES;

DNA ORIGAMIS; DNA STRAND DISPLACEMENTS; DYNAMIC DNA NANOTECHNOLOGIES; E-BEAM LITHOGRAPHY; SINGLE MOLECULE FLUORESCENCE;

DNA;

DNA;

CHEMISTRY; CONFORMATION; DEVICES; DNA MICROARRAY; FLUORESCENCE MICROSCOPY; PROCEDURES;

DNA; MICROSCOPY, FLUORESCENCE; NUCLEIC ACID CONFORMATION; OLIGONUCLEOTIDE ARRAY SEQUENCE ANALYSIS;

EID: 84896338712     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl500092j     Document Type: Article

References (45)

1. Rothemund, P. W. K. Nature 2006, 440, 297-302
2. Douglas, S. M.; Dietz, H.; Liedl, T.; Högberg, B.; Graf, F.; Shih, W. M. Nature 2009, 459, 414-8
3. Voigt, N. V.; Torring, T.; Rotaru, A.; Jacobsen, M. F.; Ravnsbaek, J. B.; Subramani, R.; Mamdouh, W.; Kjems, J.; Mokhir, A.; Besenbacher, F.; Gothelf, K. V. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 200-203
4. Dutta, P. K.; Varghese, R.; Nangreave, J.; Lin, S.; Yan, H.; Liu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11985-11993
5. Stein, I. H.; Steinhauer, C.; Tinnefeld, P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4193-4195
6. Kuzyk, A.; Laitinen, K. T.; Torma, P. Nanotechnology 2009, 20
7. Rinker, S.; Ke, Y.; Liu, Y.; Chhabra, R.; Yan, H. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 418-422
8. Sacca, B.; Meyer, R.; Erkelenz, M.; Kiko, K.; Arndt, A.; Schroeder, H.; Rabe, K. S.; Niemeyer, C. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9378-9383
9. Kuzyk, A.; Schreiber, R.; Fan, Z.; Pardatscher, G.; Roller, E.-M.; Högele, A.; Simmel, F. C.; Govorov, A. O.; Liedl, T. Nature 2012, 483, 311-314
10. Acuna, G.; Möller, F.; Holzmeister, P.; Beater, S.; Lalkens, B.; Tinnefeld, P. Science 2012, 338, 506-510
11. Zhang, H.; Chao, J.; Pan, D.; Liu, H.; Huang, Q.; Fan, C. Chem. Commun. (Cambridge, U.K.) 2012, 48, 6405-6407
12. Jungmann, R.; Scheible, M.; Kuzyk, A.; Pardatscher, G.; Castro, C. E.; Simmel, F. C. Nanotechnology 2011, 22, 275301
13. Woo, S.; Rothemund, P. W. K. Nat. Chem. 2011, 3, 620-627
14. Li, Z.; Liu, M.; Wang, L.; Nangreave, J.; Yan, H.; Liu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13545-13552
15. Kuzyk, A.; Yurke, B.; Toppari, J. J.; Linko, V.; Torma, P. Small 2008, 4, 447-450
16. Kershner, R. J.; Bozano, L. D.; Micheel, C. M.; Hung, A. M.; Fornof, A. R.; Cha, J. N.; Rettner, C. T.; Bersani, M.; Frommer, J.; Rothemund, P. W. K.; Wallraff, G. M. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 557-561
17. Gerdon, A. E.; Oh, S. S.; Hsieh, K.; Ke, Y.; Yan, H.; Soh, H. T. Small 2009, 5, 1942-1946
18. Ding, B.; Wu, H.; Xu, W.; Zhao, Z.; Liu, Y.; Yu, H.; Yan, H. Nano Lett. 2010, 10, 5065-5069
19. Penzo, E.; Wang, R.; Palma, M.; Wind, S. J. J. Vac. Sci. Technol., B 2011, 29, 06F205-06F205-5
20. Hung, A. M.; Micheel, C. M.; Bozano, L. D.; Osterbur, L. W.; Wallraff, G. M.; Cha, J. N. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 121-126
21. Eid, J.; Fehr, A.; Gray, J.; Luong, K.; Lyle, J.; Otto, G.; Peluso, P.; Rank, D.; Baybayan, P.; Bettman, B.; Bibillo, A.; Bjornson, K.; Chaudhuri, B.; Christians, F.; Cicero, R.; Clark, S.; Dalal, R.; Dewinter, A.; Dixon, J.; Foquet, M.; Gaertner, A.; Hardenbol, P.; Heiner, C.; Hester, K.; Holden, D.; Kearns, G.; Kong, X.; Kuse, R.; Lacroix, Y.; Lin, S.; Lundquist, P.; Ma, C.; Marks, P.; Maxham, M.; Murphy, D.; Park, I.; Pham, T.; Phillips, M.; Roy, J.; Sebra, R.; Shen, G.; Sorenson, J.; Tomaney, A.; Travers, K.; Trulson, M.; Vieceli, J.; Wegener, J.; Wu, D.; Yang, A.; Zaccarin, D.; Zhao, P.; Zhong, F.; Korlach, J.; Turner, S. Science 2009, 323, 133-8
22. Jungmann, R.; Steinhauer, C.; Scheible, M.; Kuzyk, A.; Tinnefeld, P.; Simmel, F. C. Nano Lett. 2010, 10, 4756-4761
23. Zhang, D. Y.; Seelig, G. Nat. Chem. 2011, 3, 103-113
24. Simonsen, A. C.; Hansen, P. L.; Klosgen, B. J. Colloid Interface Sci. 2004, 273, 291-9
25. Jungmann, R.; Avendano, M. S.; Woehrstein, J. B.; Dai, M.; Shih, W. M.; Yin, P. Nat. Methods 2014, 10.1038/nmeth.2835
26. Hess, S. T.; Girirajan, T. P. K.; Mason, M. D. Biophys. J. 2006, 91, 4258-4272
27. Rust, M. J.; Bates, M.; Zhuang, X. Nat. Methods 2006, 3, 793-5
28. Betzig, E.; Patterson, G. H.; Sougrat, R.; Lindwasser, O. W.; Olenych, S.; Bonifacino, J. S.; Davidson, M. W.; Lippincott-Schwartz, J.; Hess, H. F. Science 2006, 313, 1642-1645
29. Yildiz, A.; Forkey, J. N.; McKinney, S. A.; Ha, T.; Goldman, Y. E.; Selvin, P. R. Science 2003, 300, 2061-2065
30. Hoheisel, J. D. Nat. Rev. Genet. 2006, 7, 200
31. Metzker, M. L. Nat. Rev. Genet. 2009, 11, 31-46
32. Wickham, S. F. J.; Endo, M.; Katsuda, Y.; Hidaka, K.; Bath, J.; Sugiyama, H.; Turberfield, A. J. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 166-169
33. Lund, K.; Manzo, A. J.; Dabby, N.; Michelotti, N.; Johnson-Buck, A.; Nangreave, J.; Taylor, S.; Pei, R.; Stojanovic, M. N.; Walter, N. G.; Winfree, E.; Yan, H. Nature 2010, 465, 206-210
34. Gietl, A.; Holzmeister, P.; Grohmann, D.; Tinnefeld, P. Nucleic Acids Res. 2012, 40, e110
35. Tsukanov, R.; Tomov, T. E.; Masoud, R.; Drory, H.; Plavner, N.; Liber, M.; Nir, E. J. Phys. Chem. B 2013, 117, 11932-11942
36. Yurke, B.; Mills, A. Genet. Program. Evolvable Machines 2003, 4, 111-122
37. Krishnan, Y.; Simmel, F. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3124-3156
38. Qian, L.; Winfree, E. Science 2011, 332, 1196-1201
39. Chen, Y.-J.; Dalchau, N.; Srinivas, N.; Phillips, A.; Cardelli, L.; Soloveichik, D.; Seelig, G. Nat Nano 2013, 8, 755-762
40. Wu, N.; Czajkowsky, D. M.; Zhang, J.; Qu, J.; Ye, M.; Zeng, D.; Zhou, X.; Hu, J.; Shao, Z.; Li, B.; Fan, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12172-12175
41. Müller, B. K.; Reuter, A.; Simmel, F. C.; Lamb, D. C. Nano Lett. 2006, 6, 2814-20
42. Tomov, T. E.; Tsukanov, R.; Liber, M.; Masoud, R.; Plavner, N.; Nir, E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11935-11941
43. Gillespie, D. T. J. Phys. Chem. 1977, 81, 2340-2361
44. Phillips, A.; Cardelli, L. J. Royal Soc. Interface 2009, 6, S419-S436
45. Soloveichik, D.; Seelig, G.; Winfree, E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 5393-5398