DNA-tøjret RNA Polymerase til programmerbar In vitro transskription og molekylær beregning

DNA nanoteknologi muliggør programmerbar selvmontering af nukleinsyrer i brugerordinerede former og dynamikker til forskellige applikationer. Dette arbejde viser, at begreber fra DNA nanoteknologi kan bruges til at programmere den enzymatiske aktivitet af phage-afledt T7 RNA polymerase (RNAP) og opbygge skalerbare syntetiske genregulerende netværk. For det første konstrueres en RNAP,der er bundet af RNAP med oliigonuleotid, via udtryk for en N-terminalt SNAP-mærket RNAP og efterfølgende kemisk kobling af SNAP-mærket med en benzylguanine (BG)-modificeret oligonukleotid. Dernæst bruges nukleinsyrestrengforskydning til at programmere polymerasetransskription on-demand. Derudover kan hjælpekernekernesyresamlinger bruges som "kunstige transskriptionsfaktorer" til at regulere samspillet mellem den DNA-programmerede T7 RNAP med sine DNA-skabeloner. Denne in vitro transskription reguleringsmekanisme kan gennemføre en række kredsløb adfærd såsom digital logik, feedback, kaskade, og multiplexing. Sammensætningen af denne genregulerende arkitektur letter design abstraktion, standardisering og skalering. Disse funktioner vil gøre det muligt hurtigt at prototyping af in vitro genetiske anordninger til applikationer såsom bio-sensing, sygdomsdetektering, og datalagring.