細胞膜固定型DNA論理ゲートナノアセンブリによる生体内外バイオイメージング

細胞外K+およびアデノシン三リン酸（ATP）レベルは腫瘍微小環境（TME）において著しく上昇しており、早期がん検出および腫瘍定位のバイオマーカーとして使用可能です。報告されているほとんどのTMEセンサーは単一の異常因子にのみ反応し、複雑な環境の検出において正確性と特異性を欠いています。したがって、TMEを正確に特定することは依然として難しいです。本研究では、二量体G四重鎖（G4）とATPアプタマーを論理制御単位として用いた“YES-AND”論理回路に制御された知的DNAナノアセンブリを開発することを目指しました。概念実証として、K+（入力1）およびATP（入力2）が存在する場合、YES-ANDブール演算子は真の値を返し、出力は蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）信号となり、高い感度と選択性を示しました。生細胞表面に固定された後、この論理ナノセンサーは異常レベルの細胞外K+およびATPを生体内でイメージングしました。TMEにおける多様な疾患マーカーにより、この新しい論理センサーはターゲティングされた知的抗癌薬およびブール論理制御治療のための大きな可能性を秘めています。