DNA dynamics and computation based on toehold-free strand displacement.
DNA dynamics and computation based on toehold-free strand displacement.
复制标题
DNA动力学和计算基于无能力性链位移。
DOI：
10.1038/s41467-021-25270-7
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发表时间：
2021-08-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wei B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kang H;Lin T;Xu X;Jia QS;Lakerveld R;Wei B
我们提出了一个简单而有效的DNA纳米结构的动态开关方案。在这种无立足点链置换的框架下，过量的阻断链被应用以置换成对双链体的特定区段的互补。该计划的功能机制说明了通过模拟的碱基配对动力学的竞争链上的目标链。仿真结果揭示了无支点链位移在平衡控制中的独特性质，可用于信息处理。基于预制DNA纳米结构结合的可控动力学，通过阻断剂的存在来控制多输入多输出（MIMO）布尔函数。总之，我们实现了两个MIMO布尔函数（一个具有4位输入和2位输出，另一个具有16位输入和8位输出）来展示可控动态。合成DNA构建体可用于识别和响应输入信号。在这里，作者提出了复杂的DNA纳米结构与支点自由链位移的ON/OFF开关和布尔门的产生。
We present a simple and effective scheme of a dynamic switch for DNA nanostructures. Under such a framework of toehold-free strand displacement, blocking strands at an excess amount are applied to displace the complementation of specific segments of paired duplexes. The functional mechanism of the scheme is illustrated by modelling the base pairing kinetics of competing strands on a target strand. Simulation reveals the unique properties of toehold-free strand displacement in equilibrium control, which can be leveraged for information processing. Based on the controllable dynamics in the binding of preformed DNA nanostructures, a multi-input-multi-output (MIMO) Boolean function is controlled by the presence of the blockers. In conclusion, we implement two MIMO Boolean functions (one with 4-bit input and 2-bit output, and the other with 16-bit input and 8-bit output) to showcase the controllable dynamics. Synthetic DNA constructs can to used to recognise and respond to input signals. Here the authors present complex DNA nanostructures with toehold-free strand displacement for generation of ON/OFF switches and Boolean gates.
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影响因子：
38.3
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
15
作者：
Ke, Yonggang;Douglas, Shawn M.;Liu, Minghui;Sharma, Jaswinder;Cheng, Anchi;Leung, Albert;Liu, Yan;Shih, William M.;Yan, Hao
通讯作者：
Yan, Hao
DOI：
10.1073/pnas.0407024101
发表时间：
2004-10-26
影响因子：
11.1
作者：
Dirks, RM;Pierce, NA
通讯作者：
Pierce, NA
影响因子：
14.9
作者：
Douglas SM;Marblestone AH;Teerapittayanon S;Vazquez A;Church GM;Shih WM
通讯作者：
Shih WM
影响因子：
64.8
作者：
Rothemund, PWK
通讯作者：
Rothemund, PWK