通过温度控制实现可编程的一锅法聚合酶介导的DNA合成

《Nature Communications》：Programmable one-pot polymerase-mediated DNA synthesis via temperature control

　　

摘要

聚合酶介导的DNA合成在众多生物技术应用中起着关键作用，但现有的可编程合成方法依赖于DNA构建块的更换，这不仅增加了试剂的使用量，还使得多步骤操作更为复杂。在此，我们介绍了温度调控型引物交换反应（TEMPER），这是一种无需更换溶液、仅通过温度控制即可实现任意DNA合成的可编程平台。TEMPER利用发夹形DNA作为温度响应型构建块，从而确定DNA合成的特定温度范围。该温度范围由发夹的长度设计决定，它能调控DNA分子之间的热力学相互作用，进而实现一锅法下的选择性及顺序性DNA合成。我们通过开发DNA数据存储写入器、比色温度指示剂以及温度数据记录器，验证了该技术的多功能性，同时也展示了其在纳米技术和生物技术应用中的巨大潜力。