Principles of nucleic acid toehold mediated strand displacement (TMSD) reaction model and its applications in cell environment
Source abstract
Abstract
Programmable modular reaction, combined with excellent biocompatibility, has endowed biological circuits based on the nucleic acid TMSD (toehold-mediated strand displacement) reaction with great potential for bioanalysis and biomedical research. In this review, we summarize recent research on the principles of TMSD reaction and its applications in the cell environment. Based on the basic reaction units of the TD (toehold displacement) reaction, TE (toehold exchange) reaction, and CD (cooperation displacement) reaction, different reaction models could be obtained through the recombination of the basic reaction units. We highlight the successful development of the application of TMSD reaction for cell recognition, targeted therapy, molecular sensing and imaging and gene manipulations in the cell environment. Finally, we discuss the challenges and future opportunities of TMSD reaction for cellular applications.
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Research context
OpenAlex topics: Advanced biosensing and bioanalysis techniques · DNA and Nucleic Acid Chemistry · Bacteriophages and microbial interactions
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Affiliations
Institute of Nano Biomedicine and Engineering, Department of Instrument Science and Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Hangzhou Institute of Medicine, Chinese Academy of Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310022, China
Funding
National Key Research and Development Program of China · Zhejiang University · National Natural Science Foundation of China
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