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   对细胞事件膜定位生物标志物的时空剖析对于揭示疾病发病机制和推动精准医学发展至关重要。然而，由于单价逻辑元件的计算能力有限和信号放大策略受限，当前多靶判别效率低下，阻碍了其进步。在此，我们介绍了一个创新平台，实现了 DNA 逻辑门控、空间限制信号在膜界面上的集成增强。在设计中，我们通过将传统的单价 DNA 逻辑单元编码为多价串联架构，开发了下一代集成 DNA 逻辑门元件（iLGE），实现了对多个生物标志物的并行布尔运算，计算效率提升了三倍，空间依赖性也降低了。此外，将 DNA 酶介导的信号开关和底物嵌入多价两性 DNA 支架，使得能够设计出 DNA 步行装置（DWD），该装置能稳定锚定在细胞膜上，实现双重空间限制信号放大策略。该平台在检测工程细胞膜界面上的局部核酸、蛋白质和特定细胞方面具有高度灵敏度和精度，从而能够精确捕捉和分析包括细胞损伤、细胞致癌以及 NK 细胞与肿瘤细胞相互作用在内的事件。它提供了一个全新的综合诊断和分析平台，用于探索膜定位事件及其相关疾病机制。

创新点

1.本研究核心创新在于突破了传统单价DNA逻辑元件的计算瓶颈，通过多价串联架构设计出集成逻辑门元件，实现了对多个膜生物标志物的并行布尔运算，将计算效率提升三倍并降低了空间依赖性，这为复杂细胞界面信号的同步解析奠定了技术基础。2.平台另一关键创新是构建了膜锚定的DNA步行装置，通过将DNA酶信号开关与两性支架结合，实现了信号生成与放大过程被严格限定在膜界面附近，这种空间限制策略大幅提升了局部检测的信噪比与特异性。

原文链接

Integrated DNA logic gate-driven cell membrane confined amplification system for imaging cellular events

Pub Date : 2025-11-20

DOI: 10.1016/j.nantod.2025.102934

Zhenzhen Guo,  Yue Qiu,  Yang Wang,  Jiali Zhang,  Xiaotong Jiang,  Danyu Wang,  Hua Yi,  Mengyu Huang,  Peiru Chen ,  Fangmei Zhang,  Yan Liang,  Fengming Chen,  Hua Gao,  Qiuxia Yang,  Kaixiang Zhang