An Engineered Kinetic Amplification Mechanism for Single Nucleotide Variant Discrimination by DNA Hybridization Probes

DNA 化学 核苷酸 杂交探针 核酸 计算生物学 核酸热力学 生物物理学 核酸序列 生物系统 聚合酶链反应 碱基对 DNA测序 多重位移放大 基序列 生物化学 基因 生物 DNA提取
作者
Sherry Xi Chen,Georg Seelig
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (15): 5076-5086 被引量:90
标识
DOI:10.1021/jacs.6b00277
摘要

Even a single-nucleotide difference between the sequences of two otherwise identical biological nucleic acids can have dramatic functional consequences. Here, we use model-guided reaction pathway engineering to quantitatively improve the performance of selective hybridization probes in recognizing single nucleotide variants (SNVs). Specifically, we build a detection system that combines discrimination by competition with DNA strand displacement-based catalytic amplification. We show, both mathematically and experimentally, that the single nucleotide selectivity of such a system in binding to single-stranded DNA and RNA is quadratically better than discrimination due to competitive hybridization alone. As an additional benefit the integrated circuit inherits the property of amplification and provides at least 10-fold better sensitivity than standard hybridization probes. Moreover, we demonstrate how the detection mechanism can be tuned such that the detection reaction is agnostic to the position of the SNV within the target sequence. in contrast, prior strand displacement-based probes designed for kinetic discrimination are highly sensitive to position effects. We apply our system to reliably discriminate between different members of the let-7 microRNA family that differ in only a single base position. Our results demonstrate the power of systematic reaction network design to quantitatively improve biotechnology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1793275356发布了新的文献求助10
1秒前
斯文败类应助科研饼采纳,获得10
1秒前
善良夜梅发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
4秒前
解洙发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
77seven发布了新的文献求助10
7秒前
八号向日葵完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
完美世界应助1793275356采纳,获得10
10秒前
yug完成签到,获得积分10
12秒前
江流有声发布了新的文献求助10
12秒前
77seven完成签到,获得积分10
15秒前
凉月完成签到,获得积分10
15秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
chen完成签到,获得积分10
17秒前
苻涵菡完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
十六日呀发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
23秒前
凉月发布了新的文献求助10
23秒前
插线板完成签到 ,获得积分10
26秒前
今后应助孤独的鞋垫采纳,获得10
26秒前
呆萌滑板完成签到 ,获得积分10
26秒前
njc发布了新的文献求助10
28秒前
33秒前
上官若男应助chen采纳,获得10
35秒前
经钧完成签到 ,获得积分10
36秒前
善学以致用应助IanYoung71采纳,获得10
36秒前
galaxy发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
38秒前
zheng123完成签到,获得积分10
40秒前
njc完成签到,获得积分10
40秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778966
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324631
关于积分的说明 10218995
捐赠科研通 3039588
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668356
邀请新用户注册赠送积分活动 798646
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758440