一种三输入与逻辑系统，该系统采用APE1驱动的双足DNA行走器，用于高灵敏度检测双重miRNA

《ACS Sensors》：A Triple-Input AND-Logic System Employing an APE1-Propelled Bipedal DNA Walker for Highly Sensitive Detection of Dual miRNAs

精准肿瘤特异性miRNA检测面临低丰度、短序列及高序列同源性等挑战。本研究开发双链DNA漫步生物传感器（BDWA）集成金纳米颗粒，通过三输入正交AND逻辑门实现miR-21和miR-155的协同检测，利用肿瘤内APE1酶切割AP位点放大荧光信号。该系统特异性激活需同时满足双miRNA存在和APE1酶解条件，显著降低背景干扰，在肿瘤细胞裂解液和细胞内成像中均表现出高灵敏度和特异性，为下一代癌症诊断提供可编程分子平台。

　　

全球癌症负担的不断增加迫切需要开发针对肿瘤特异性微小RNA（miRNA）的精确检测策略。然而，miRNA的低丰度、短长度以及高度序列同源性严重阻碍了其准确检测。此外，越来越多的证据表明miRNA在肿瘤发生过程中存在共调控作用，这进一步凸显了多重分析方法相较于单一标记检测方法的诊断优势。在这里，我们提出了一种基于双足DNA行走器的生物传感器（BDWA），该传感器组装在金纳米颗粒（AuNPs）上，能够同时检测两种miRNA目标。该系统独特地将双重miRNA响应性与肿瘤内源性酶驱动的信号放大机制结合在一起，并通过三输入正交AND逻辑门框架来提高诊断特异性。具体而言，miR-21和miR-155的同时存在会促使行走器激活；而与肿瘤相关的内切酶APE1则作为细胞内触发因子，推动行走器在AuNPs上的工程化发夹结构（H1）上移动。APE1对非碱基（AP）位点的切割会释放荧光信号，并由这两种miRNA共同引发信号放大。行走器的双足结构确保了高效的处理能力和信号放大效果。关键的是，只有当miR-21、miR-155和APE1这三个输入同时存在时，系统才会产生输出信号，从而最大限度地减少了背景干扰和假阳性结果。BDWA系统在肿瘤细胞裂解物和细胞内成像中表现出对双重miRNA的高灵敏度和高特异性，为下一代癌症诊断提供了一个可靠、可编程的分子平台。