HCR Designer

有特殊的細胞，細菌或者是病毒基因想要檢測嗎？We are here to help!

核酸自組裝技術(self-assembly of nucleic acid)持續進步，我們可以透過適當的核酸序列設計，在室溫下進行無酵素協助的片段放大。這些技術包含了最早由 Robert M. DIRK 以及prof. Niles A. PIERCE所提出的無酵素恆溫連鎖反應(Hybridization Chain Reaction, HCR)(REF1)，或者是可持續循環反應的莖環催化連鎖反應(Catalytic Hairpin  Assembly, CHA)(REF2)。

這些技術透過適當的序列選擇，使得目標基因片段序列可以自行催化其他試劑核酸(fuel nucleic acid)，來達成擴增反應之目的。結合螢光、固態感測器等不同技術，就可以在相對簡易的環境條件下，放大目標訊號進行各種檢測。

由於HCR或CHA都是透過目標序列來決定fuel nucleic acid之結構，我們可以了解，這些反應可以透過數學化的手法來進行最佳化。基於這樣的想法，我們於2021年提出了透過離線計算腳本(REF3)，加上Python Selenium模組連結網路伺服器(online server)等方式，來進行HCR或CHA的自動設計程式。 這樣的方法有許多優點:

1.可以自動產生HCR/CHA序列

2.可以連接網路伺服器進行 動力學(e.g., NUpack) /分類學對比 (BLAST)

上方我們提供了開源的程式使用方法說明與介紹，歡迎隨時與我們聯繫並索取開源程式碼: info@plasmonictron.com

若尤其他合作需求或有有趣想法，我們也可以進一步修改程式應用於不同的反應/檢測目標物上，大家一起來加速檢測技術之開發。

REF1:DIRKS, Robert M.; PIERCE, Niles A. Triggered amplification by hybridization chain reaction. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2004, 101.43: 15275-15278. 

REF2:LI, Bingling; ELLINGTON, Andrew D.; CHEN, Xi. Rational, modular adaptation of enzyme-free DNA circuits to multiple detection methods. Nucleic acids research, 2011, 39.16: e110-e110. 

REF3: WU, Tzu-Heng, et al. Hybridization chain reactions targeting the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). International journal of molecular sciences, 2020, 21.9: 3216.