DNA density-dependent uptake of DNA origami-based two-or three-dimensional nanostructures by immune cellsTatsuoki Maezawaa, Shozo Ohtsukia, Kumi Hidakab, Hiroshi Sugiyamab,c, Masayuki Endob, c, Yuki Takahashia, Yoshinobu Takakuraa, Makiya Nishikawaa,d＊

a Department of Biopharmaceutics and Drug Metabolism, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan

b Department of Chemistry, Graduate School of Science, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502, Japan

c Institute for Integrated Cell-Material Sciences, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan

d Laboratory of Biopharmaceutics, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokyo University of Science, Noda, Chiba 278-8510, Japan

The manuscript was written through contributions of all authors. All authors have given approval to the final version of the manuscript.

* Corresponding Author Tel: +81-4-7121-4450; Fax: +81-4-7121-4450;

Email: makiya@rs.tus.ac.jp

Electronic Supplementary Material (ESI) for Nanoscale.This journal is © The Royal Society of Chemistry 2020

mailto:makiya@rs.tus.ac.jp

Supplementary Table S1. Staple lists of five DNA nanostructures.

Rec180Name Sequences (5′ 3′)Rec180-1 TTTTGGGGTGAACATATTGACTGAGAGATTTARec180-2 TAGAATGAGGTTGGCAAGTTAACAGACTTTAC*Rec180-3 TGTTATTGTCTTTTGGGCTTCTATATACATTTRec180-4 TTCTTTCCCATTTTGTTCTACAAGTCTGTTTCRec180-5 TAAATCTTGATATTTACTCACTGTRec180-6 TTATTTATGCTTAATGGAATTATACAGCCAGTRec180-7 AGGTATCAAAAATACATATGATAAATTAAGATRec180-8 AGGTCACTTGTAAAATGCCATATTCAAAAATCRec180-9 TGAGCTCTTCTAAAAAAGAAAAAGTCTCCATTRec180-10 CTATCCCCATTTTTTACATATAAATTTTGTGTRec180-11 TCAGGTCACAGAGAGCTGAACAAAATTCCATACCACATTTRec180-12 TATGCACATGGGTAGTGTGATAAAAACAGCTTRec180-13 CTTTAAGGATTCAATTAGTTCTTATTTTTCATRec180-14 TTTCCCATTACATATATCAATGGGAATATTTTRec180-15 CCTGTTTTACTCTATTTTATCAGCGTGGAACARec180-16 TCACATGCCTAAACCCTCATGGCTAAGCTCTCRec180-17 CAGCAGTTGTTTAATGTACTAAGCAAATCAGCRec180-18 TCTAAAAGTGATGGCATGCTTCTATGTACTAARec180-19 TAGACTTAGTCATAAGAAATTTTTCTATGGCCRec180-20 GTATGGTATAACAATCTTTTCTTTTTTTAAAARec180-21 AAGCTCTCCAGATGAAAACCAAGAAATATGTTRec180-22 TTAATGAACTTAGAGATAATTTTAATCTATCARec180-23 GCTCTCATCAACCTGTTGATAGTATATTATTTRec180-24 TGAAGTCTATTTAAAGTTTTGCCTATCATCATRec180-25 GACTTTGATAATTCACTGGAATTTTATATTTCRec180-26 ATGTTTGAGGTTTCCTAGGTTATCCAGGGCAARec180-27 AACTTAAAAAAAGAATATATAAGGCAATCTCTRec180-28 GTGTTGCACATATTACAATTCTCTAAGTTTTARec180-29 TGACTTTTTACTGATTTGTAAGACCAATGATARec180-30 ATAAGTCTATCTGTTCAAATTTTTTTCTCATGRec180-31 TGCTCCTCTCATGTTTCATGTACTAATGTACT

Rec180-32 GGTTTTAAACAATAAAATTAATATTCTCATGTRec180-33 TAAGAAAATAGCCTCTAAGGTTTTTTACTGGGRec180-34 ATAATCTGAATATTTTCTGTCATTCTCTACACRec180-35 TTATTTTTCTTAATGGTTTTTTAAGTGGTTAGRec180-36 ACTCTCTCAGTCCTCTCACCCACACAGGGTGARec180-37 GTCATGGCCCACCTCACTCCACTCAGTCATCCRec180-38 TATTTCTCCACAGATGTTACTTAGCTGAAGTTRec180-39 GTTCTCTGGTTTAATTGTCAACTACACATCCCRec180-40 TGTAATGATGTATTATACTATGCATGGTCAACTTGGCCATRec180-41 AGGGTGTTTGCCTGCTGGGTCTCTCTCAGTCCRec180-42 GCTCATCCCCCCAGGGCTGCTCTCCTTTTAAARec180-43 GGTGGAGAAGGGCCACTGGCATCCCCTTTTAARec180-44 AATTAAGCTAATTTAGTGTATATGTTCTTTTTRec180-45 ATGCCAATATTTCTGAGATTGAGTGTCTAGTTRec180-46 CATCATCTCTGACCACACCTGCAAAGCATACARec180-47 TCCACAAAATCTCTGGAGAACCCCAACCTGTCRec180-48 AGTCCAGAACTCAACAGCTCCAGCCCTGTTTT*Rec180-49 TGGCTGTGAGCACTGGGACAGCACGATATACTRec180-50 GGACTGCTGAGATGAACCCAAGCC

Rec90

Name Sequences (5′ 3′)Rec90-1 TGAACATATTATTTATTGGGTAGTCTATCATARec90-2 TTTAAAGGGTTTCATGTGAACTAAACCCTCATGGCTAATGRec90-3 TAAATCTTGATATTTAGTGGAACATTCTTTCC*Rec90-4 TGTTATTGTCTTTTGGGCTTCTATATACATTTRec90-5 ATGTTTAATACTAAGCTCTCATGTTTGAACAAAGAAAAAARec90-6 ACACTGAACTCTTTACTGGGGTGTRec90-7 CCCCAACCTTTTAATTAAGCAGGGCCACTGGCRec90-8 TCCCATTGTTATTTTCTAAAAGATTTTTCTCTRec90-9 AGGTCACTTACATATACATCATTTRec90-10 TTAGGACTCATTCTATGGCCTGACTTTTCTTATCTTTCAT

Rec90-11TAGAATGAGGTTGGCAAGGTATCAATTCAATTAGTTCATTTTTTTCAT

Rec90-12 CAATGTTTTTTCTCTAATTTAGTGATTTTTGT

Rec90-13 ACCTGATGCTTCTATATAAAATGCCATTTACA

Rec90-14CAGAGAGCTGAACAAAGAGATTTATTGACTGAATTCCATACCACATTT

Rec90-15 TGCAAATAATTTTTTACTGATTTGACTTAGCCRec90-16 ATGCAATCTAATTAACAATCTTTTATTCACTGGAATTTTTTTGTGTGT

Rec90-17TGATAAATGTGATAAAGACTTTACAGTTAACAAACAGCTTTTTTGGGG

Rec90-18 AATGTACTTAGAGATAATTTTAATAATACATARec90-19 GTTTTATATAAAATTATCATGTTTRec90-20 CAGAACTCAACAGCTCCAGCCACATACTATGCRec90-21 AGAGTTTCATGGTTTTTTAATTTTRec90-22 CTGTTCAATATATGCAATGATAGTTTATACTARec90-23 GAGTTGTATCTCTGATTTCTGAGAGATTATTT

Rec90-24ATCCCTGAAGTTGGTGGAGACCACTCTCTCCCCCAGGGCTGGTTTTAA

Rec90-25 AAAAAGATTCAATGGGTCTGTTTCTCTACAAGAATATTTTRec90-26 ACTCAGCAGTGACATCATCTCTGACCACACCTRec90-27 TAAGCATATTACAATTGTCTTGATGGCTTGAT*Rec90-28 GCAAAGTCATCCTCCACAAAATCTCTGGAGAARec90-29 CATGGCCACAGATGTTTAAGACTTCTTTTTATRec90-30 AGTATGTACTAAGCTCATATAAATCAGCAACTRec90-31 AAAATCCTTTAAGGAATAAGATCAGCAGTTCARec90-32 TAAGAAATTTAAAGTTTTGCCTTCTAAAAAAGRec90-33 AAAGTGCACTCTCACCCACACCCACCACCTGGRec90-34 CCTTTTATTTTTTACATATAAATATTATCAGCCTCACTGTCTATCCCCRec90-35 TCCTGGACTGCTGAGATGAACAGGTACAGCTC

Rec90-36TGCAGATATCCCTGGCTGTGAGCACTGGGACAGCACTGGTCCTATAGT

Rec90-37 TGCACAGCGCCAGTTCACATGCCTAAGCTCTCRec90-38 AAGAATATGTCTCTCAGGGCAAACCTCACTCCRec90-39 ATCCAGTCCACAGTTGCCTGCTGGATAAGGCTRec90-40 TGTACTAAGCTCTCATTTTTAAGGTTTCCTAGTCTGCCACRec90-41 TTTTAATAAATTGTCAACTACCTGTGTCAGTCRec90-42 CATTTTGTTGAGCTCTACTCTATTTATTTCCCRec90-43 TGTTTTTCTCCATTTAGACTTATACTTTGTGG

Rec90-44GAAGTACAGATGAAAACCAAGACATTAATGGAATTATAAATATGTTTC

Rec90-45 CTAGTTTTTTTTCTGTTTGAGTCARec90-46 AATCTATAGCCTCTAAGCTCTCCAATCTCTGT

Rec50

Name Sequences (5′ 3′)Rec50-1 GCAGGAGATGTTACTTACTTCTTTTTATAATCRec50-2 TTTTATTTCTGTCATTCAGTCATAARec50-3 TGTTGCTTCTATATTAAAAATGCCATATACAA*Rec50-4 TTGTTATTGTCTTTTGGGCTTCTATATACATTRec50-5 CTGAAGTCTACTGGGGTGTTGCAARec50-6 GTTTAATTTCTAATTTAGTGTATATTGTCTAGRec50-7 TTAGAATGAGGTTGGCGGTATCAATTCAATTAGTTCTTTTTTTTCATARec50-8 ATATATAACTCAGGGCAAACTCTCCTCCACTCRec50-9 TAAATCTTGATATTTAGTGGAACATTCTTTCRec50-10 TTTCTCTTTTTTTTAATTTTAAAARec50-11 AACCTGTCAATTAAGCCACGCCACTGGCATCCRec50-12 AGATTACAATTCTCTTTTGATGGCATGATAGTRec50-13 AAGGTTTTCATGTACTAACTAAACCCTCATGGCTAATGTACTRec50-14 GGACTTTGTATGGCCTGACTTTTCTTAATGGTCATCTGTRec50-15 GGACTGCTGAGATGAACAGGGTGAGCTCATCCRec50-16 AAAAGATCCAATGGGTCTGTTTCTTTCTACAAGAATATTTRec50-17 GTTTTTCTATTTAGACTTATAATTTGTGGTTARec50-18 GTGAACATTATTTATTGGGTAGTGTATCATATRec50-19 AGTCCTCTGTTGCCTGCTGGGTCTGGCTTTTARec50-20 ATGTACTAAGCTCTCAAATCAGCAACTTAAATRec50-21 GGTCACTTACATATATATCATTTTRec50-22 GTACTAAGAGATAATTTTAATTAAATACATAT*Rec50-23 AGTCATCCTCCACAAAATCTCTGGAGAACCCCRec50-24 ACTCAACAGCTCCAGCCACATCCCATGCCAATRec50-25 GAAATTTTAAGTTTTGCCTTCTCCAAAAAAGARec50-26 CTAAGCTCTCATGTTTAAGGTTTCCTAGGTTACCACAAAGRec50-27 AAATCCTTTAAGGAAAGATCAGCAGTTCAACCRec50-28 GATATACTTGGCTGTGAGCACTGGGACAGCACTGGTCAACTAGTGAG

T

Rec50-29CTGAAGTTGGTGGAGACCACCTCATCCCCCAGGGCTGCTCTTAAGTTT

Rec50-30 GCACAGCTAGTTCACATGCCTTAGCTCTCATGRec50-31 TCAAATTTTGCAATGATAGTTCTCACTATGCA

Rec50-32AGTACAGATGAAAACCAAGACAGCCTAATGGAATTATAAATATGTTTCAG

Rec50-33 TGCATCCTCTAAGGTTTCCAATCTCTGTCATG

Rec50-34GATAAATCTGATAAAGACTTTACAAAGTTAACAAACAGCTTTTTTGGG

Rec50-35 AATATTTCGTCAACTACCTGTTTTAGTCCAGARec50-36 TGCACACACACCCACACCCAAGCCCTGGTCCT

Rec50-37CAGAGAGCTGAACAAAGAGATTTATATTGACTGAATTCCATACCACATTT

Rec50-38 AGCATACACATCATCTCTGACCACACCTGCAARec50-39 CCATTTTGGAGCTCTACTCTATTTATTTCCCTRec50-40 TTTAATGAAGCTCTCATGTTTGAACAATAAAAAAAAAGARec50-41 CCCATTGTTTTTCTAAAAGATTTATCTCTACARec50-42 TGTATTATTGATTTCTGAGATTGAATTTAGAGRec50-43 TTTTATTTTTTACATATAAATATTATCAGCCTCACTGTCTATCCCCRec50-44 TATAAGAAATTAATATATGTTTAATRec50-45 AATCTAATTAACAATCTTTTCTTCACTGGAATTTTTTTGTGTGTATRec50-46 ATATTTTTTTACTGATTTGTAAGAGCCTTTT

Rec0

Name Sequences (5′ 3′)Rec0-1 GTATGGTATAACAATCATAAGTCTRec0-2 GGGCAAACGGCACCACCTGGTCCTGTGACATCATCTRec0-3 AGGTATCAAAAATACATATGATAAATTAAGATRec0-4 TTCTTTCCCATTTTGTGCACTGGTTTTTAATTRec0-5 TATGCACATGGGTAGTGTGATAAAAACAGCTTTTTTRec0-6 AAGGTTTTAAGTTGGGTGCTTCTATGTARec0-7 TGTTGTCATCTCTCCCCCAGGGCTGTTATCCTRec0-8 GCCATATTCAAAAATCCTTTAAGGATTCAATTRec0-9 TCTTTTTATCTATGGCCAAATTTTTCTCTACAC

Rec0-10 TTAATATTTCTACCACCTCACTCCACTCAGCATGTCAGTCRec0-11 TCATGTTTCATGTACTCTCCTCTGCCACAAAGGTCTCTCARec0-12 TTTTTTAAATTTTTTACTGATTTGTTGAGTTT*Rec0-13 CAGAACTCAACAGCTCCAGCCACATCCCTGGCRec0-14 CTGTCATTAATCTGCATATTACAATATATGCARec0-15 TCTAAAAGTGATGGCAGTGTTGCAAATATTTTRec0-16 TAGACTTAGTCATAAGTGACTTTTCTTAATGGRec0-17 AGTTCTTATTTTTCATAGGTCACTTGTAAAATRec0-18 ATCTCTGGAGAAAGTTAACAGACTTTACRec0-19 GACTTTGATAATTCACTGGAATTTTATATTTCRec0-20 CAGTCCTGAAGCTCTCTCATGGCTAATGTACTRec0-21 AAGCTCTCCAGATGAAAACCAAGAAATATGTTRec0-22 TTATTTATGCTTAATGGAATTATACAGCCAGTRec0-23 CCATGATGGCCCTCCTGATATTTACTCACTGTRec0-24 ATCTCTGTCTCTCACCCACACCCAATCCTCCACAAARec0-25 TTTCCCATTACATATATCAATGGGAATATTTTRec0-26 TGAAGTCTATTTAAAGTTTTGCCTATCATCATRec0-27 AAGCCACATCTCTGATTTCTGAGATAAGACTRec0-28 TAAATCTTATAGTGAGTACTATGCRec0-29 TTTAAAGGAAATCAGCTACTAAGCTCTCATGTRec0-30 CCTGTTTTACTCTATTTTATCAGCGTGGAACARec0-31 ATGATAGTGATGTTACTTAGCCTTRec0-32 TAAAATTAATATTTTTAAGGTTTCCTAGGCTCTCCARec0-33 TAGAATGAGGTTGGCACCCCAACCTACAGCTCRec0-34 GGGGTGAACATAGCAAAGTCAGCCAGGGRec0-35 TCACATGCCTAAACCCATGTTTGAACAARec0-36 CTCATGTGAATTGTCAACTACCTGCAACTTGGRec0-37 AAGAATATGCATCCCTGAAGTTGGTGGAGCTARec0-38 CAATGTTTTAATGATTATTTAGAGATTTTTGTRec0-39 CTAGTTTTTTTTAAAATTTTCTTTGTGGTTAGRec0-40 TTAATGAACTTAGAGATAATTTTAATCTATCARec0-41 TGTGAGCACTGGGACATCTACAAGTCTGTTTCRec0-42 TGAGCTCTTCTAAAAAAGAAAAAGTCTCCATTRec0-43 ATTTAGTGTTCTCTTTACTTTATAAGAAAAAARec0-44 CTATCCCCATTTTTTACATATAAATTTTGTGT

Rec0-45 CAGCAGTTGTTTAATGAACTTAAATAGCCTCTRec0-46 CTGACCACACCTTTGACTGAGAGATTTA*Rec0-47 TGTTATTGTCTTTTGGGCTTCTATATACATTTRec0-48 TCAGGTCACAGAGAGCTGAACAAAATTCCATACCACATTTRec0-49 CTAAGCTCTCATCAACCTGTTGATAGTATATTATTTRec0-50 ATCCAGTCCATGGCAGGGCCACTGATAAGGCT

Rec50/50

Name Sequences (5′ 3′)Rec5050-1 TGATATTTAGTGGAACATTCTTTCCTCTATTTRec5050-2 CTTAGAGATAATTTTATGTACTAAGCTCTCATAAATTAATRec5050-3 CTGCTGAGATGAACAGGGTGACATAGACCACCRec5050-4 TTCTATGGAGACTTCTTTGATAGTTRec5050-5 CAACAGCTCCAGCCACATCCCTGGAGTTGTAT*Rec5050-6 ACCACACCTGCAAAGTCATCCTCCAGCCACAGRec5050-7 ATTTAAAGTTTTGCCTAGAAATTTTTCTCTACTTCTGTCARec5050-8 GTTCAAATAAATAAGTRec5050-9 CTAAGCTCTATCCTCAGGGCAAACTRec5050-10 TTGTAAAATTTTCATAGGTCACTTGTCTTTTGRec5050-11 GATTTGTACCTGACTTTTCTTAATAGGACTTTRec5050-12 ATTGTCAATTTAGTGTATATGCAATTTATAATCTGCATARec5050-13 TTCTCTAACTACCTGTTTTAATTAACAAAATCRec5050-14 TGTCAGGCACCACCTGTCCAGTCCTCTCACCCCTGCTGGGRec5050-15 ATGTTTAAATTAAGATCCCTTTAAGRec5050-16 CTCTCCCCCTCAGCATACAGCTCAGTCCTGGARec5050-17 TTATACTGCTCTTAGTTTTTAATATRec5050-18 GAGTCATATCTCCATTTCCCTGTTTRec5050-19 GAAAATACACTTTACAGGTATCAAAGGTTGGCRec5050-20 TCTCTCAGTCCTGCTCCTCTGCCRec5050-21 TTCTAAAACTGTTTCTGAGCTCTACCATTTTGRec5050-22 ATTGACTGAATTCCATACCACATTAGAGAGCTRec5050-23 ATGGCAGGTCCCTGAAGTTGGTGGCATCTCTGRec5050-24 TAATTCACTGGAATTTTCTTTTCTTTGTGGTTGGTTTTTTRec5050-25 CAGATGAAAACCAAGACCTCATGGCTAATGTATTCATGTARec5050-26 TCTGGAGAACCCCAACCTGTCAGTAATGTTTA

Rec5050-27 AACTAAACCAGCCAGTTATATGCACRec5050-28 GAACAAAGGGAATTATAAATATGTTGAAGTARec5050-29 TGATAAAGATATGATAAATCTATCCACATGCRec5050-30 ATGTGGCAGCCACTTACTTAGCCTTTATAAGAAAAAAAARec5050-31 TCTCATGTCTAAGCTCRec5050-32 AATTTTAATTTTGTCTATCATGTGTRec5050-33 TCCTAGGTTCATGTTTGAACAATAGTTTAATGRec5050-34 CTCTGATTGCAGATATACTATGCCCCAGAACTRec5050-35 ATTAACAATTTTGTGTGTTCCCTTTRec5050-36 TATTTTTTTCACTGTCTATCCCCACTAAATCTRec5050-37 AATGATTATGGCCCTCCTATAGTGCTGTGAGCACTGGGACRec5050-38 TTACAATTGGGTGTTGCAAATATTACTGAAGTRec5050-39 TTCTACAAGAATATTTTTGTTATTACATATATRec5050-40 TATCAGCCACATATAAATATATTTAGACTTARec5050-41 GTTTATTTTGCCACTTACAAAAATAGCAGTTRec5050-42 CAACCTGTTGATTCTACATGCTAGTATGTACTCTAAGGTTRec5050-43 GAATATATGCAACTTAAATAGCCTAAGCTCTCRec5050-44 ATAAATCAAAGGCTTTTTCTCTGTCRec5050-45 CTTGATGGTATTATTTTTTTTCCCARec5050-46 TCACTCCACAGGGCTGCTCTCCAAAAAGGTTTTAAGGTT*Rec5050-47 GGCTTCTATATACATTTTAGAATGTTCAATTARec5050-48 TATACTATTCTGAGATTGAGTTTCGTTTTATTTTTTACTRec5050-49 AAGTTAACAAACAGCTTTTTTGGGGGGTAGTGRec5050-50 AGCTTAATAGATTTATTATTTATTGTGAACATRec5050-51 CAATGGGTAAGAAAAAGATCATCACTAAAAGAll ODNs have a phosphodiester backbone. Modification with Alexa Fluor 488 at the 5-end is indicated by asterisk (*).

Fig. S1caDNAno diagrams and helix arrangements of five DNA nanostructures. The blue strands are the scaffold. (a) Rec180, (b) Rec90, (c) Rec50, (d) Rec0, and (e) Rec50/50.

(a) Rec180

(b) Rec90

(c) Rec50

(d) Rec0

(e) Rec50/50