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Accès ouvert déclaré 2024 article

Single-molecule force spectroscopy of toehold-mediated strand displacement

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Rattachement africain : de, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Toehold-mediated strand displacement (TMSD) is extensively utilized in dynamic DNA nanotechnology and for a wide range of DNA or RNA-based reaction circuits. Investigation of TMSD kinetics typically relies on bulk fluorescence measurements providing effective, bulk-averaged reaction rates. Information on individual molecules or even base pairs is scarce. In this work, we explore the dynamics of strand displacement processes at the single-molecule level using single-molecule force spectroscopy with a microfluidics-enhanced optical trap supported by state-of-the-art coarse-grained simulations. By applying force, we can trigger and observe TMSD in real-time with microsecond and nanometer resolution. We find TMSD proceeds very rapidly under load with single step times of 1 µs. Tuning invasion efficiency by introducing mismatches allows studying thousands of forward/backward invasion events on a single molecule and analyze the kinetics of the invasion process. Extrapolation to zero force reveals single step times for DNA invading DNA four times faster than for RNA invading RNA. We also study the kinetics of DNA invading RNA, a process that in the absence of force would rarely occur. Our results reveal the importance of sequence effects for the TMSD process and have relevance for a wide range of applications in nucleic acid nanotechnology and synthetic biology.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Single-molecule force spectroscopy of toehold-mediated strand displacement
Date Crossref
31/08/2024
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Advanced biosensing and bioanalysis techniquesRNA Interference and Gene DeliveryDNA and Nucleic Acid Chemistry

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