ATP驱动的DNA六面体纳米反应器：空间限域DNAzyme-CHA级联放大技术实现miR-21的超灵敏活细胞成像

【编辑推荐】本研究创新性利用内源性ATP（三磷酸腺苷）驱动DNA六面体（DH）自组装为分支聚合物，通过空间限域效应浓缩DNAzyme（脱氧核酶）-CHA（催化发夹组装）级联放大元件，突破传统无酶扩增系统反应速率慢、扩散受限等瓶颈，实现11 fM级超高灵敏度miR-21检测。该ATP加速纳米平台兼具高效细胞摄取和核酸探针保护能力，为癌症早期诊断提供新策略。

　　

亮点

我们开发了一种酶自由的DDC纳米系统，利用内源性ATP驱动DNA六面体（DH）的空间限域效应，实现对miR-21的高灵敏快速检测。该策略通过ATP分裂适配体修饰的DH和DNAzyme-CHA信号放大方法，成功构建了具有优异细胞递送性能的DDC纳米系统。

工作原理

如方案1A所示，DDC纳米系统由两个模块化DNA六面体（DH1和DH2）组成。DH1功能化修饰有ATP适配体链（ATP1）、DNA发夹（H1）和可被DNAzyme识别切割的底物链S；DH2则修饰有ATP适配体链（ATP2）、DNA发夹（H2）和臂阻断结构。当内源性ATP诱导适配体二聚化时，相邻DH单元被拉近形成高密度反应微区，显著提升局部反应物浓度。

结论

该ATP加速的自组装平台克服了细胞内miRNA检测的关键限制，通过DH纳米载体促进细胞高效摄取并保护核酸探针免于降解。DNAzyme在六面体间激活后触发下游CHA电路，ATP驱动的DH聚集体为扩增电路提供高反应浓度和空间限域能力，最终实现无需转染试剂的超灵敏检测，为癌症生物医学研究提供创新分析工具。