Heterochiral Nucleic Acid Circuits.
Heterochiral Nucleic Acid Circuits.
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DOI：
10.1042/etls20190102
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发表时间：
2019-11
影响因子：
3.8
通讯作者：
Sczepanski JT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kabza AM;Young BE;Kundu N;Sczepanski JT
基于DNA/RNA的分子电路的可编程性为合成生物学领域提供了大量的机会。然而，当在生物环境中执行复杂的计算时，核酸的稳定性仍然是一个主要问题。我们对这个问题的解决方案是L脱氧核糖核酸，它是天然D-核苷酸的镜像(即对映体)。L-寡核苷酸与天然寡核苷酸具有相同的物理和化学性质，但它们在生物学的立体特异性环境中完全看不见。我们最近报道了一种新的链置换方法，用于在寡核苷酸对映体(不能相互碱基配对)之间传递序列信息，使生物正交的L-DNA/RNA电路能够很容易地与生命系统对接。从这个角度，我们总结了这些所谓的“异手性”电路，对它们在合成生物学中的潜在应用提供了一个观点，并讨论了在实现工程复杂和可靠功能的最终目标之前必须解决的关键问题。
The programmability of DNA/RNA-based molecular circuits provides numerous opportunities in the field of synthetic biology. However, the stability of nucleic acids remains a major concern when performing complex computations in biological environments. Our solution to this problem is L-(deoxy)ribose nucleic acids (L-DNA/RNA), which are mirror images (i.e. enantiomers) of natural D-nucleotides. L-oligonucleotides have the same physical and chemical properties as their natural counterparts, yet they are completely invisible to the stereospecific environment of biology. We recently reported a novel strand-displacement methodology for transferring sequence information between oligonucleotide enantiomers (which are incapable of base pairing with each other), enabling bio-orthogonal L-DNA/RNA circuits to be easily interfaced with living systems. In this perspective, we summarize these so-called “heterochiral” circuits, provide a viewpoint on their potential applications in synthetic biology, and discuss key problems that must be solved before achieving the ultimate goal of engineering complex and reliable functionality.
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