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Compartmentalized DNA Computers for In-Vitro Diagnostic Applications

Descrizione del progetto

Una diagnostica basata su MicroRNA attraverso computer a DNA

I cambiamenti nei livelli di microRNA sono associati alle malattie umane e il loro monitoraggio consente ai medici di effettuare diagnosi e valutare l’efficacia terapeutica dei farmaci. I computer a DNA rappresentano una tecnologia emergente che impiega hardware di DNA, biochimica e biologia molecolare al posto delle tradizionali tecnologie basate su silicio. Il progetto DNACom, finanziato dall’UE, stabilirà la prova di concetto di computer a DNA compartimentalizzati per una diagnosi molecolare in vitro e convaliderà l’applicazione commerciale di circuiti a DNA compartimentalizzati come dispositivi per i punti di assistenza per l’individuazione e la classificazione di firme di microRNA. Il progetto sfrutterà lo sviluppo da parte dei partner di computer molecolari compartimentalizzati basati su DNA all’interno di micro compartimenti semipermeabili realizzati con un coniugato albumina-polimero di siero bovino. La piattaforma è in grado di eseguire rilevamento distribuito ed elaborare filamenti di DNA e RNA.

Obiettivo

Changes in human microRNA (miRNA) levels are associated with several important human diseases. Monitoring changes in miRNA levels would enable clinicians to perform diagnosis and evaluate therapeutic efficacy of drugs. In principle, changes in a miRNA signature could be detected by existing methods such as quantitative reverse transcription PCR (RT-qPCR). However, the experimental complexity and computational analysis of the data prevents the measurements of miRNA signatures in a clinical setting. DNA-based molecular computers combine multiplex detection of DNA and RNA strands with molecular computation and are thus able to process and classify miRNA signatures into easy interpretable answers. In my ERC starting grant BioCircuit, we have made a technological breakthrough by compartmentalizing DNA-based molecular computers inside semipermeable micrometer-sized compartments made from a Bovine serum albumin (BSA) polymer conjugate. We have shown that compartmentalization of DNA circuits improves their speed by an order of magnitude and decreases their overall leakiness. Importantly, our work has revealed that this platform is capable of distributed sensing and processing of DNA and RNA strands.
In 'DNACom' we will 1) establish the technical proof of concept of compartmentalized DNA computers for in-vitro molecular diagnostics (IVDs) and 2) validate the commercial application of compartmentalized DNA circuits as low-cost, portable point-of-care devices for detection and classification of microRNA signatures.

Meccanismo di finanziamento

ERC-POC - Proof of Concept Grant

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Contribution nette de l'UE
€ 149 770,00
Indirizzo
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi

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Regione
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 149 770,00

Beneficiari (1)