Single-particle combinatorial multiplexed liposome fusion mediated by DNA

融合 脂质体 化学 多路复用 DNA 组合综合 纳米技术 计算生物学 粒子(生态学) 生物物理学 组合化学 生物系统 生物化学 生物信息学 材料科学 生物 生态学 哲学 语言学
作者
Mette Galsgaard Malle,Philipp M. G. Löffler,Søren S.-R. Bohr,Magnus Berg Sletfjerding,Nikolaj Alexander Risgaard,Simon B. Jensen,Min Zhang,Per Hedegård,Stefan Vogel,Nikos S. Hatzakis
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:14 (5): 558-565 被引量:42
标识
DOI:10.1038/s41557-022-00912-5
摘要

Combinatorial high-throughput methodologies are central for both screening and discovery in synthetic biochemistry and biomedical sciences. They are, however, often reliant on large-scale analyses and thus limited by a long running time and excessive materials cost. We here present a single-particle combinatorial multiplexed liposome fusion mediated by DNA for parallelized multistep and non-deterministic fusion of individual subattolitre nanocontainers. We observed directly the efficient (>93%) and leakage free stochastic fusion sequences for arrays of surface-tethered target liposomes with six freely diffusing populations of cargo liposomes, each functionalized with individual lipidated single-stranded DNA and fluorescently barcoded by a distinct ratio of chromophores. The stochastic fusion resulted in a distinct permutation of fusion sequences for each autonomous nanocontainer. Real-time total internal reflection imaging allowed the direct observation of >16,000 fusions and 566 distinct fusion sequences accurately classified using machine learning. The high-density arrays of surface-tethered target nanocontainers (~42,000 containers per mm2) offers entire combinatorial multiplex screens using only picograms of material.
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