Merekayasa Biosensor Kedekatan melalui Kimia Dinamis Konstitusional

Abstrak
Perakitan DNA yang diinduksi oleh pengikatan afinitas merupakan prinsip dasar untuk merancang biosensor jarak dekat untuk deteksi dan pencitraan protein yang sensitif dan bebas pencucian. Namun, strategi desain terkini untuk biosensor ini menghadapi trade-off intrinsik antara afinitas pengikatan dan sinyal latar belakang. Di sini, kami menunjukkan bahwa masalah intrinsik ini dapat diatasi dengan menggunakan kimia dinamis konstitusional sebagai prinsip panduan dalam desain rasional biosensor jarak dekat. Seperti yang terjadi dalam keseimbangan dinamis, biosensor jarak dekat berbasis jaringan dinamis konstitusional (CDN) dapat disesuaikan untuk memaksimalkan afinitas terhadap protein target sambil meminimalkan interaksi nonspesifik yang berkontribusi pada sinyal latar belakang. Dengan mendeteksi lebih lanjut rasio agonis terhadap antagonis dalam CDN, kami juga meningkatkan ketahanan uji secara signifikan, yang memungkinkan deteksi antibodi yang sensitif dalam matriks kompleks seperti serum manusia. Dengan afinitas tinggi, latar belakang rendah, dan ketahanan tinggi, kami mengantisipasi bahwa strategi desain berbasis CDN kami akan menemukan aplikasi luas dalam pengembangan biosensor. Studi kami juga membuka kemungkinan untuk merekayasa sistem sintetis yang responsif terhadap protein dengan perilaku dan fungsi dinamis yang kompleks.