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La progettazione di macchine per DNA è semplice, ma richiede una certa esperienza nella progettazione di sonde di ibridazione o nanostrutture funzionali di DNA. È opportuno mantenere il frammento dell'analita il più corto possibile per ridurre il numero di possibili strutture secondarie e semplificare l'invasione del DNM alla struttura secondaria. Il contenuto di CG dovrebbe essere preferibilmente inferiore al 60% per evitare strutture intramolecolari stabili. Il corretto assemblaggio del DNM si ottiene a velocità di raffreddamento lente. In alcuni casi, i DNM possono essere assemblati spontaneamente nel tubo e la fase di ricottura può essere eliminata. L'assemblaggio DNM può essere eseguito in un termociclatore con 0,1-0,3 °C/min o in grandi volumi di acqua di raffreddamento. In caso di montaggio improprio del DNM, si consiglia di rallentare la variazione di temperatura durante la fase di ricottura.
Per misurare il LOD, sono necessari almeno sette punti di concentrazione dell'analita: la concentrazione dell'analita a 0 pM, che è F-sub + DNM, e sei diverse concentrazioni dell'analita, ad esempio, nell'intervallo da 1 nM a 1 pM per osservare la dipendenza lineare (Figura 2B). Spesso, per una maggiore precisione, sono stati utilizzati più di sette punti di concentrazione. Per ogni punto di concentrazione devono essere effettuate tre prove tecniche (50 μl ciascuna). Pertanto, il volume totale per ciascuna concentrazione era di 160 μl (10 μl in eccesso, considerando l'errore della pipetta).
La tecnica DNM presenta una sensibilità più elevata per gli SNV rispetto ad altri sistemi basati sull'ibridazione. Un'elevata selettività nei confronti dell'SNV può essere rilevante per alcuni obiettivi, come l'identificazione di mutazioni puntiformi associate alla genotipizzazione batterica22 o la selezione di eterozigoti nelle piante25. Gli analiti non specifici richiederebbero la stessa procedura sperimentale. Per evitare qualsiasi incomprensione di SNV ad una bassa concentrazione di analita, suggeriamo di confrontare il segnale dell'analita sperimentale sconosciuto con quello del segnale di un analita noto completamente complementare della stessa concentrazione.
Il metodo può essere applicato con successo a ssDNA, miRNA, RNA ripiegato o ampliconi di dsDNA. I frammenti lunghi di RNA o dsDNA, in particolare quelli ricchi di CG, possono richiedere DNM dotati di 4-6 bracci leganti l'analita, mentre due bracci leganti l'analita sono sufficienti per analiti a filamento singolo con una struttura secondaria instabile (ripiegamento del ΔG superiore a -10 kcal/mol). Il metodo può essere applicato per il rilevamento di ampliconi PCR, SDA o LAMP. Il DNM può essere utilizzato per la rilevazione senza amplificazione dell'rRNA in campioni bolliti di coltura batterica senza isolare l'RNA totale 22,34,35. La tecnica potrebbe non funzionare bene con concentrazioni così basse come il livello femtomolare e con frammenti di dsDNA, il cui contenuto di CG nelle regioni fiancheggianti è superiore al 65%. Il contenuto CG può essere stimato, ad esempio, con il calcolatore del contenuto CG Biologics36. Suggeriamo di aggiungere parti di gancio37 ai progetti DNM per aumentare la sensibilità o trasformare il dsDNA in ssDNA nei casi di alto contenuto di CG. Un'altra limitazione del metodo è che i DNM sono sensibili alla qualità dei campioni, quindi gli acidi nucleici devono essere accuratamente purificati. Lo stesso vale per la qualità delle sequenze oligonucleotidiche dei DNM. Si suggerisce quindi di verificare la stabilità e la purezza di ogni apporto di oligonucleotidi. Rispetto alle tecniche di amplificazione convenzionali, la progettazione dei DNM richiede competenze e, alla data di pubblicazione dell'articolo, è quasi interamente manuale. I DNM necessitano di alcuni test preliminari su frammenti sintetici prima di sottoporli a campioni di DNA o RNA reali, aumentando così la durata complessiva dello sviluppo del sistema di test.
Il metodo è versatile e può adottare diversi tipi di sonde reporter. Può essere multiplexato38 e la tecnica può essere trasformata in una versione colorimetrica se l'F-sub viene sostituito con un substrato G-quadruplex39. La presenza di polimerasi è associata a errori nella crescita del filamento; pertanto, questo metodo è vantaggioso rispetto alla PCR in tempo reale convenzionale e alla PCR digitale, nonché ad altre tecniche nucleasi-dipendenti, come SHERLOCK e DETECTR, a causa della mancanza di enzimi proteici deperibili e della procedura di rilevamento robusta e semplice40,41.