DNAzyme 10-23 - basierte Nanomaschinen zur Nukleinsäureerkennung

Der größte Durchbruch, den unser Labor auf dem Gebiet der Hybridisierungssonde erzielte, wurde 2007 von Dmitry Kolpashchikov erzielt, der eine ADL vorschlug, die Hybridisierungssonden in zwei Hälften aufteilt und jede Hälfte ihrer eigenen Funktion bewertet, z. B. die Erhöhung der Selektivität gegenüber Fehlanpassungen und Einzelnukleotidvariationen sowie das Abwickeln komplexer Sonden. Der zweite Durchbruch gelang ein Jahrzehnt später, als vorgeschlagen wurde, zusätzliche Mehrkomponenten-Bindungsarme hinzuzufügen. Zusammen mit der Unitan-Plattform.

Solche Designs waren in der Lage, auch mit komplexen Zielmolekülen zu arbeiten, z. B. doppelsträngigen Nukleinsäuren und hochstrukturierten Nukleinsäuren. Die größten Herausforderungen, vor denen unser Labor derzeit steht, ergeben sich aus dem Problem der geringen Empfindlichkeit von DNA-Nanosensoren im Vergleich zu herkömmlichen Amplifikationstechniken. Inzwischen weisen die DNA-Nanosensoren im amplifikationsfreien Assay eine geringe Selektivität auf, und wir versuchen, dieses Problem mit neuen molekularen Designs und neuen Wegen der DNA-Nanosensordetektion zu überwinden.

Die Hauptvorteile unserer DNA-Sensoren sind ihre Empfindlichkeit in Bezug auf die geringe detektierte Konzentration des Analyten und die Selektivität. Zum Beispiel ist ihre Fähigkeit, Einzelnukleotid-Polymorphismen zu erkennen, auch ein Vorteil im Vergleich zu anderen diagnostischen Techniken. Unsere DNA-Sensoren sind in der Lage, komplexe RNA-Strukturen und doppelsträngige DNA abzuwickeln und zu detektieren.

Die neue wissenschaftliche Frage, für die unsere Ergebnisse den Weg geebnet haben, lautet: Ist es möglich, doppelsträngige DNA mit Hilfe von proteinfreien Hybridisierungsrequisiten zu finden? Die proteinunabhängige Stütze könnte durch automatisierte DNA-Synthese leicht zugänglich sein, leichter in Zellen abgegeben werden und mit chemischen Modifikationen und komplexen Nanostrukturen kompatibel sein, die durch DNA-Nanotechnologie in Kombination mit DNA-Enzymen wie DNA-Lipiden und DNA-Enzymen entwickelt wurden. Eine solche Stütze könnte eine Grundlage für proteinfreie Nukleasen werden, ein nützliches Werkzeug für die Geneditierung und -therapie.