东京理工大学的科学家们报告说，RNA液滴现在可以用来执行以microRNA序列为输入的逻辑操作。通过自我组装成网络状结构，RNA分子形成液态液滴。只有当正确的microRNA序列存在时，这些RNA液滴才会通过逻辑与操作分散。这种创新的策略可以为生物分子传感、人工细胞和计算生物设备的进步铺平道路。
DNA和RNA编码遗传信息，并参与蛋白质合成。在DNA/RNA纳米技术中，它们的信息处理能力被用来形成可编程的2D/3D结构。近年来，DNA液滴作为合成DNA的液态凝聚体，作为分子传感和生物计算器件受到越来越多的关注。
虽然DNA液滴在这一先进的研究领域引起了人们的关注，但它们的RNA对应物也同样强大，甚至更强大。与DNA相比，RNA除了在蛋白质合成中起作用外，还有更多不同的功能。此外，它可以采用广泛的分子结构。不幸的是，尽管它的多功能性，很少有研究探索RNA液滴作为生物计算和生物纳米技术工具的未开发潜力。
在这种背景下，包括日本东京工业大学的takinoumasahiro教授和博士后研究员Hirotake Udono在内的一组研究人员开始开发一种新型的“计算RNA液滴”，可用于执行类似于电子设备的逻辑操作。他们的研究结果发表在6月3日的《ACS纳米》杂志上。
这些可编程的RNA液滴是通过RNA序列识别和二级结构形成的能力构建的。Takinoue解释说:“我们的方法是基于接吻环(KL)相互作用，它发生在两个内部折叠的单链rna之间。”“这使得这些折叠结构的自组装成为稳定的复杂结构。”
简单地说，研究人员精心设计了RNA链的核苷酸序列，使它们自发地组装成预定的分子结构，这些分子结构也相互吸引，形成一个大规模的网络。
RNA液滴的相态可控性是由一种只能由特定的microRNA序列“打开”的钥匙和锁机制所支撑的。由于RNA结构的设计方式，只有当两个给定的microRNA序列同时存在时，网络才会分解成链状结构。当这种情况发生时，它会引起RNA液滴相的明显变化，使其在溶液中变得更加分散。
在计算方面，所提出的RNA液滴可以有效地执行逻辑与运算，以两个microRNA序列作为输入。研究人员还表示，为其他逻辑操作设计类似的RNA液滴也是可能的。
Takinoue说:“我们的计算RNA液滴可以应用于计算生物分子设备的原位可编程组装，以及生物或人工细胞内转录衍生RNA的人工细胞。”
最重要的是，这些RNA液滴有望成为方便的诊断工具。由于它们可以检测到特定RNA序列的存在，它们可以用来寻找疾病的生物标志物。Takinoue说:“与之前报道的基于亚微观RNA的逻辑算子不同，我们的RNA液滴的宏观相变为分子传感提供了一个读数，可以用肉眼区分。”
总的来说，这项研究强调了RNA作为多功能生物工程设备的工具和构建块的双重作用。
