使用酶性DNA合成以分钟分辨率记录时间信号
Namita Bhan1,2, Alec Callisto1, Jonathan Strutz1
1Department of Chemical and Biological Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|September 30, 2021
概括
研究人员开发了一种简化的DNA数据存储系统,使用单一的酶,终端脱氧核样转移酶 (TdT),来记录环境信号. 这种新的方法实现了波动信号的分钟级时间分辨率,推进了基于DNA的记录技术.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 分子生物学分子生物学
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- DNA为数字存储和生物传感提供了高密度数据存储潜力.
- 目前的DNA记录方法很慢,缺乏快速变化的信号的分辨率.
研究的目的:
- 开发一种简化,更快的基于DNA的系统来记录时间环境信号.
- 为了设计一种酶,精确地将信号转化为DNA序列.
主要方法:
- 用于模板独立DNA合成的终端脱核样转移酶 (TdT).
- 在各种生理条件下描述了TdT的核酸选择性.
- 设计了TdT用于全性控制,并开发了一种用于信号记录的双聚合酶系统.
主要成果:
- 证明了TdT在DNA中编码Co2+,Ca2+,Zn2+度和温度变化的能力.
- 实现了分钟级的时间分辨率,用于记录60分钟内波动的CO2+信号.
- 通过使用工程TdT系统,成功记录了具有分钟分辨率的单步Ca2+信号变化.
结论:
- 一个简化的基于酶的DNA合成系统可以以高分辨率记录时间环境信号.
- 这种方法显著提高了基于DNA的记录技术的速度和能力.
- 开发的系统在先进的生物传感和数据存储方面具有潜在的应用.
