百檢網資訊：研究人員開發了一種計算DNA液滴，能夠識別作為腫瘤生物標志物的化學合成microRNA的特定組合。通過大分子中的液-液相分離(或凝聚)形成水滴是生命科學研究中的熱門話題。在這些形成液滴的各種大分子中，DNA是*有趣的，因為它是可預測和可編程的，這些特性在納米技術中很有用。*近，DNA的可編程性被用于構建和調節由序列設計的DNA凝聚形成的DNA液滴。
　　日本東京工業大學的科學家開發了一種計算DNA液滴，能夠識別作為腫瘤生物標志物的化學合成microRNA(miRNA)的特定組合。使用這些miRNA作為分子輸入，液滴可以通過物理DNA液滴相分離給出DNA邏輯計算輸出。他們的研究結果發表在AdvancedFunctionalMaterials上。
　　“已經報道了DNA液滴在受細胞啟發的微隔室中的應用。盡管生物系統通過將生物傳感與分子邏輯計算相結合來調節其功能，但沒有關于DNA液滴與分子計算集成的文獻，”首席研究員MasahiroTakinoue教授解釋說。
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　　開發這種DNA液滴需要一系列實驗。**，他們設計了三種類型的Y形DNA納米結構，稱為Y基序A、B和C，具有三個粘性末端，以制造A、B和CDNA液滴。通常，相似的液滴會自動結合在一起，而要連接不同的液滴則需要特殊的“連接器”分子。因此，他們使用連接分子將A液滴與B和C液滴連接起來;這些接頭分子分別稱為AB和AC接頭。
　　在他們的**個實驗中，他們通過引入兩個輸入DNA來評估AB液滴混合物中的“與”運算。在此操作中，輸入的存在記錄為1，而其不存在記錄為0。AB液滴混合物的相分離僅發生在(1,1)，這意味著當兩個輸入DNA都存在時，表明AND操作的成功應用.在這項研究之后，科學家們決定將乳腺癌腫瘤標志物miRNA-1和miRNA-2引入AC液滴混合物作為AND操作的輸入。AND操作成功意味著計算DNA液滴識別了miRNA。
　　在隨后的實驗中，該團隊展示了AB混合物與miRNA-3和miRNA-4乳腺癌生物標志物的同時AND和NOT操作。*后，他們創建了一種ABC液滴混合物，并將所有四種乳腺癌生物標志物引入該解決方案。ABC液滴中的相分離取決于接頭裂解，導致兩相分離或三相分離。
　　ABC液滴的這一特性使研究人員能夠證明能夠檢測一組已知的癌癥生物標志物或同時檢測三種疾病的標志物。
　　“如果可以開發出可以集成和處理多個輸入和輸出的DNA液滴，我們可以將其用于早期疾病檢測以及藥物輸送系統。我們目前的研究還為開發智能人工細胞和分子機器人的研究奠定了基礎，”Takinoue總結道。