Para ilmuwan mengembangkan sirkuit logika baru untuk DNA

Berdasarkan aturan pasangan dasar komplementer, berbagai struktur sekunder yang kompleks dapat dirancang dan dirakit untuk mengembangkan perangkat molekuler DNA dengan fungsi spesifik yang memainkan peran penting dalam berbagai bidang penelitian.

DNA Gerbang logika, gerbang logika Mengambil biomolekul (misalnya, DNA) atau informasi eksternal lainnya sebagai input dan hasil karakterisasi yang dihasilkan dari perubahan struktur DNA sebagai output. Setelah operasi logis, identifikasi timbal balik dan korelasi antara input yang berbeda dapat ditentukan. Selain itu, beberapa berturut-turut Logika gerbang, atau sirkuit logika, dapat dibangun dengan mengambil output dari gerbang logika sebelumnya sebagai input yang terakhir. Dengan kombinasi yang berbeda dan mode keluaran yang berbeda, rangkaian logika memiliki prospek yang luas untuk aplikasi biomedis.

Baru-baru ini, kelompok MIAO Peng dari Institut Teknik dan Teknologi Biomedis Suzhou (SIBET) dari Akademi Ilmu Pengetahuan China mengembangkan mesin nano bipedal DNA baru, para peneliti membangun serangkaian sirkuit logika DNA berdasarkan amplifikasi perpindahan kaskade. Alat tersebut dapat digunakan untuk mengeksplorasi hubungan antara molekul biologis dalam sampel yang kompleks.

Dalam makalah ini, probe DNA dilacak menggunakan loop batang الحلقة struktur Antarmuka elektroda telah dimodifikasi. Dalam sistem homolog hulu, amplifikasi perpindahan untai yang diinduksi target diperkenalkan untuk menghasilkan sejumlah besar urutan untai tunggal.

Struktur persimpangan DNA 3 arah kemudian dirakit sebagai walker bipedal. Di hadapan untaian driver yang diatur loop batang, treadmill bipedal bergerak di sekitar antarmuka elektroda untuk memperkaya molekul pensinyalan elektrokimia.

Selain itu, dengan menggunakan persimpangan 3 arah yang tidak lengkap dan struktur untai ganda, gerbang logika AND dan OR dihasilkan dengan memperkuat perpindahan untai yang berurutan. Selanjutnya, gerbang NAND, NOR, XOR dan XNOR juga dikembangkan. logika masukan lingkaran Menunjukkan kinerja yang sangat baik dalam operasi logis.

Kemudian, gerbang AND dan OR tiga input dibuat menggunakan persimpangan empat arah yang dirancang dan struktur untai ganda. Itu sirkuit logika yang dikembangkan dalam penelitian ini tidak hanya dapat diterapkan dalam penginderaan biomedis ultrasensitif, tetapi juga memberikan ide-ide baru untuk penelitian di bidang pengendalian informasi biomolekul, komunikasi, dan biokomputer.