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In this paper we investigate the effects of varying cation valency and concentration on the rheology of entangled λ DNA solutions. We show that monovalent cations moderately increase the viscoelasticty of the solutions mainly by stabilising linear concatenation of λ DNA "monomers" via hybridisation of their sticky ends. On the contrary, divalent cations have a far more complex and dramatic effect on the rheology of the solution and we observe evidence of inter-molecular DNA-DNA bridging by Mg 2+ . We argue that these results may be interesting in the context of dense solutions of single and double stranded DNA, e.g. in vivo or in biotechnology applications such as DNA origami and DNA hydrogels.

Titel:	Effects of monovalent and divalent cations on the rheology of entangled DNA.
Autor/in / Beteiligte Person:	Harnett, J ; Weir, S ; Michieletto, D
Link:	Full Text Finder (Volltext)
Zeitschrift:	Soft matter, Jg. 20 (2024-05-15), Heft 19, S. 3980-3986
Veröffentlichung:	Cambridge, England : Royal Society of Chemistry, 2005-, 2024
Medientyp:	academicJournal
ISSN:	1744-6848 (electronic)
DOI:	10.1039/d3sm00957b
Schlagwort:	Cations, Monovalent chemistry Viscosity Magnesium chemistry Rheology DNA chemistry Cations, Divalent chemistry
Sonstiges:	Nachgewiesen in: MEDLINE Sprachen: English Publication Type: Journal Article Language: English [Soft Matter] 2024 May 15; Vol. 20 (19), pp. 3980-3986. <i>Date of Electronic Publication: </i>2024 May 15. MeSH Terms: Rheology* ; DNA* / chemistry ; Cations, Divalent* / chemistry ; Cations, Monovalent / chemistry ; Viscosity ; Magnesium / chemistry References: Nat Commun. 2022 Jul 28;13(1):4389. (PMID: 35902575) ; Nucleic Acids Res. 2019 Jun 20;47(11):5550-5562. (PMID: 31106383) ; Biopolymers. 1983 Jun;22(6):1595-620. (PMID: 6223670) ; Biochemistry. 2008 May 13;47(19):5336-53. (PMID: 18422348) ; Nucleic Acids Res. 2008 Feb;36(2):501-10. (PMID: 18048417) ; APL Bioeng. 2021 Jul 09;5(3):031504. (PMID: 34286171) ; Nat Rev Mol Cell Biol. 2000 Oct;1(1):11-21. (PMID: 11413485) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Apr 9;116(15):7238-7243. (PMID: 30914457) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2000 Dec 19;97(26):14046-51. (PMID: 11121015) ; Biophys J. 2006 Feb 15;90(4):1175-90. (PMID: 16299077) ; Nucleic Acids Res. 2022 Jun 10;50(10):5726-5738. (PMID: 35640616) ; Sci Adv. 2022 Jul;8(26):eabn3299. (PMID: 35767606) ; Biophys J. 2005 Jan;88(1):623-38. (PMID: 15533928) ; J Bacteriol. 1990 Jun;172(6):2819-24. (PMID: 2140565) ; Nucleic Acids Res. 2005 Jul 1;33(Web Server issue):W577-81. (PMID: 15980540) ; Nucleic Acids Res. 2010 Nov;38(20):7343-51. (PMID: 20624817) ; Annu Rev Biophys Biophys Chem. 1988;17:265-86. (PMID: 3293588) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Aug 7;115(32):8137-8142. (PMID: 30045862) ; Langmuir. 2010 Mar 2;26(5):3415-22. (PMID: 19891451) ; Entropy (Basel). 2020 Oct 06;22(10):. (PMID: 33286899) ; Phys Rev Lett. 2006 Apr 7;96(13):138101. (PMID: 16712040) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 1997 Jun 10;94(12):6185-90. (PMID: 9177192) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Dec 14;107(50):21482-6. (PMID: 21098260) ; Biophys J. 2017 Aug 8;113(3):517-528. (PMID: 28793207) ; Biophys J. 2006 Jul 15;91(2):518-36. (PMID: 16648172) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Sep 24;110(39):15633-7. (PMID: 24019470) ; Biophys J. 2000 Sep;79(3):1530-6. (PMID: 10969014) ; Nucleic Acids Res. 2020 Jul 27;48(13):7018-7026. (PMID: 32542319) ; Science. 2022 Jun 3;376(6597):1087-1094. (PMID: 35653469) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Feb 17;95(4):1460-5. (PMID: 9465037) ; Nucleic Acids Res. 2001 Dec 15;29(24):5121-8. (PMID: 11812845) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 1993 Jun 1;90(11):5307-11. (PMID: 8506378) ; Biopolymers. 1997;44(3):269-82. (PMID: 9591479) ; Nat Methods. 2011 Mar;8(3):221-9. (PMID: 21358626) ; Biochemistry. 1996 Mar 19;35(11):3555-62. (PMID: 8639506) ; Curr Opin Immunol. 2020 Aug;65:21-27. (PMID: 32259744) ; Nanomedicine (Lond). 2019 Apr;14(7):911-925. (PMID: 30901300) ; Phys Rev Lett. 1995 Feb 13;74(7):1250-1253. (PMID: 10058972) ; J Am Chem Soc. 2008 Nov 26;130(47):15754-5. (PMID: 18975864) ; Biophys J. 2003 Oct;85(4):2507-18. (PMID: 14507713) ; Phys Chem Chem Phys. 2022 Sep 14;24(35):21112-21121. (PMID: 36018307) ; Phys Rev Lett. 2007 Jul 20;99(3):038104. (PMID: 17678334) ; Nucleic Acids Res. 2020 Dec 2;48(21):12042-12054. (PMID: 32663294) Entry Date(s): Date Created: 20240430 Date Completed: 20240515 Latest Revision: 20240517 Update Code: 20240517 PubMed Central ID: PMC11095498

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Effects of monovalent and divalent cations on the rheology of entangled DNA.