7月29日，国际生物学权威杂志《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在线发表了药学院吴曈勃副教授在DNA电路领域的最新研究成果DNA circuits compatible encoder and demultiplexer based on a single biomolecular platform with DNA strands as outputs。
DNA电路具有比硅基电子器件更好的生物相容性，在环境监测、药物递送和智能医疗诊断等方面发挥了重要的作用。编码器作为电路的非计算逻辑元件，其功能是将信息转换为可以用于后续电路交流、传递、储存的二进制代码。分子编码器识别应用场景（如环境监测、药物递送和智能诊疗）中的信息（如DNA、RNA、或蛋白质等），并将这些信息转化为可以被后续DNA电路应用的二进制代码。目前的分子编码器都是以荧光或化学发光作为输出的，而DNA电路是以DNA链作为传输媒介的，二者信号传输形式的不匹配使得目前的分子编码器均不能真正用于DNA电路的上下游反应。缺乏以DNA为输出的编码器使DNA电路在实际环境中的应用受到限制。
吴曈勃团队构建了一个低串扰、低泄露的n-n平台（能识别n种输入，并产生n种输出）：三向接合的双发夹DNA平台（TJDH平台，图1）。同时实现了编码器、解复用器、多重OR门三种复杂的逻辑计算功能。与传统的单链DNA门（SSG）或指数放大反应（EXPAR）构造的n-n平台相比，TJDH平台具有更低的泄露与串扰和更好的信号放大能力。
图1. 以SSG、EXPAR、TJDH的方式构建电路元件
在TJDH的基础上可以实现解复用器和多重OR门的功能，并构建具有DNA链输出的分子编码器。该编码器保持着极低的泄露与串扰，并成功用于DNA电路的上下游反应（图2），为开发更复杂的DNA电路奠定了基础。
图2. 在TJDH的基础上构建4-2编码器
华中科技大学2018级临床医学（八年制）专业本科生谢天赐为文章的第一作者，吴曈勃副教授为通讯作者，我校为论文的唯一完成单位。本研究得到了国家自然科学基金、华中科技大学新进教师启动经费、湖北省大学生创新创业训练项目的资助。
吴曈勃副教授指导了多名临床医学八年制本科生在其课题组开展基础科研训练，取得了丰硕的成果，已有9人以第一/共同第一作者在SCI期刊发表论文9篇（平均影响因子10.33），多人获得全国大学生生命科学竞赛特等奖/一等奖、湖北省挑战杯一等奖、华中科技大学荣誉学士学位、裘法祖奖学金等荣誉。
文章链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkac650/6651866
