DNA 水凝胶具有独特的特性，包括序列可编程性、精确的分子识别、刺激响应性、生物相容性和生物降解性，使其能够用于从材料科学到生物医学的各种应用。最近，天津大学团队描述了基于滚环放大 (RCA) 的 3D DNA 水凝胶的合成，具有合理编程的序列和可调的物理、化学和生物特性。RCA 是一种简单高效的等温酶促扩增策略，可合成超长单链 DNA，受益于温和的反应条件，以及在复杂生物环境中的稳定性和效率。其他可用的 DNA 水凝胶合成方法包括需要大量发夹链来产生 DNA 链的杂交链反应和需要温度循环的 PCR。相比之下，RCA过程是在恒温下进行的，需要少量的环状DNA模板。在该协议中，聚合酶 phi29 催化 DNA 链的延伸和位移以放大 DNA，随后通过各种交联策略形成 3D 水凝胶网络，包括 DNA 链的缠结、多引物链扩增、DNA 链之间的杂交、和与功能部分的杂交。我们还描述了如何使用该协议来分离骨髓间充质干细胞和细胞递送。整个协议需要约 2 天才能完成，包括水凝胶合成和在细胞分离和细胞递送中的应用。
图1：基于 RCA 的 DNA 水凝胶的制备方案概述。
图2：用于从骨髓中分离干细胞的基于 RCA 的 DNA 网络。
图3：基于 RCA 的 DNA 机器人，用于在有限空间内进行细胞递送。
图4：通过 DNA 链的缠结合成 DNA 水凝胶。
图5：通过多引物链扩增合成 DNA 水凝胶。
图6：通过 DNA 链之间的杂交合成 DNA 水凝胶。
图7：通过与功能部分杂交合成 DNA 水凝胶。
相关论文以题为Rolling circle amplification (RCA)-based DNA hydrogel发表在《Nature Protocols》上。通讯作者是天津大学仰大勇教授。
参考文献：