近日，我校检验医学院临床检验诊断学教育部重点实验室谢国明教授团队在国际知名学术期刊《ACS Nano 》上发表了题为“Cooperative Branch Migration: A Mechanism for Flexible Control of DNA Strand Displacement”的研究论文。该研究提供了一种新型的DNA链置换调节工具。
DNA链置换反应在DNA纳米技术领域发挥着重要作用，推动了动态DNA纳米技术的蓬勃发展。然而，对其进行灵活调控仍是一个重大挑战。此前的调控工具多专注于立足点（toehold）的可控激活上，限制了设计的灵活性。
该研究介绍了一种称为合作性分支迁移（CBM）的调控工具，其可以通过调节分支迁移域的互补性来控制DNA链置换反应。CBM与大多数现有调控工具（toehold exchange、forked toehold、remote toehold、associative toehold）兼容。当它与forked toehold相结合时，可以连续微调跨越5个数量级的链置换速率。此外，CBM还整合了多种调控功能，包括速率微调、连续动态调控、反应重置和选择性激活。基于CBM强大的功能，该研究通过级联CBM反应构建了一个嵌套if函数信号处理系统，可处理不同的输入信号并输出对应的结果。该研究提出的调控策略将有效地丰富DNA链置换的工具箱，并促进在核酸研究和生物医学应用中构建具有更高复杂性的DNA纳米机器。
检验医学院临床检验诊断学专业硕士翁智、余红艳为论文的共同第一作者，谢国明教授、杨宇君老师、李俊杰老师为论文的共同通讯作者。该研究受到了国家自然科学基金面上项目、重庆市自然科学基金面上项目、开云手机入口官网·中国有限责任公司拔尖计划以及重庆市研究生科研创新项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10797
