СПОСОБЫ, КОМПОЗИЦИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

1. Способ синтеза молекулы ДНК с использованием опосредуемого топоизомеразой лигирования, путем добавления единичных нуклеотидов или олигомеров к цепи ДНК в направлении от 3' к 5', включающий (i) реакцию молекулы ДНК с топоизомеразой, нагруженной желаемым нуклеотидом или олигомером, где нуклеотид или олигомер блокированы от дальнейшего присоединения на 5'-конце, затем (ii) деблокирование 5'-конца ДНК, полученной таким образом, и повторение стадий (i) и (ii) до тех пор, пока не будет получена желаемая нуклеотидная последовательность.
2. Способ по п.1, где добавляют единичные нуклеотиды.
3. Способ по п.1, где добавляют олигомеры.
4. Способ по любому из пп.1-3, где стадию деблокирования 5'-конца ДНК осуществляют с использованием фермента фосфатазы.
5. Способ по любому из пп.1-4, где ДНК является двухцепочечной и способ дополнительно включает стадию обеспечения лигазы и ATP для репарации цепи ДНК, не связанной с топоизомеразой.
6. Способ по любому из пп.1-5, где нагруженный топоизомеразой донорный олигонуклеотид содержит 5'-выступающий конец на цепи, комплементарной цепи, несущей топоизомеразу, содержащий последовательность полиинозина.
7. Способ по любому из пп.1-6, где топоизомераза выбрана из топоизомеразы вируса коровьей оспы и топоизомеразы I SVF.
8. Способ по п.7, где топоизомеразу вируса коровьей оспы, которая распознает (C/T)CCTT, используют для присоединения нуклеотидов дезокситимидинтрифосфата (dTTP), а топоизомеразу I SVF, которая распознает CCCTG, используют для присоединения нуклеотидов дезоксигуанозинтрифосфата (dGTP).
9. Способ по любому из пп.1-8, где нанопора отделяет камеру, содержащую топоизомеразу, от камеры, содержащей фосфатазу, где указанная нанопора является достаточно крупной, чтобы разрешить движение ДНК через нанопору под действием электрического притяжения, но не является достаточно крупной, чтобы разрешить движение через нанопору топоизомеразы и фосфатазы.
10. Способ по любому из пп.1-9, где указанная ДНК находится на подложке или магнитной грануле, так что она может селективно подвергаться воздействию реагентов или удаляться от них как это требуется для обеспечения желаемой последовательности.
11. Способ синтеза молекулы ДНК с использованием опосредуемого топоизомеразой лигирования, путем добавления олигомеров к цепи ДНК в направлении от 3' к 5', включающий (i) реакцию молекулы ДНК с топоизомеразой, нагруженной желаемым олигомером, затем (ii) удаление всего добавленного таким образом олигомера, за исключением единичного основания, с использованием фермента рестрикции типа IIS; (iii) дефосфорилирование 5'-конца ДНК, полученной таким образом, с использованием фосфатазы; и (iv) повторение стадий (i), (ii) и (iii) до тех пор, пока не будет получена желаемая нуклеотидная последовательность.
12. Способ по п.11, где топоизомераза выбрана из топоизомеразы вируса коровьей оспы и топоизомеразы I SVF.
13. Способ по п.12, где топоизомеразу вируса коровьей оспы, которая распознает (C/T)CCTT, используют для присоединения нуклеотидов дезокситимидинтрифосфата (dTTP), а топоизомеразу I SVF, которая распознает CCCTG, используют для присоединения нуклеотидов дезоксигуанозинтрифосфата (dGTP).
14. Способ по любому из пп.11-13, где нанопора отделяет камеру, содержащую топоизомеразу, от камеры, содержащей фосфатазу, где указанная ДНК может пройти через нанопору под действием электрического притяжения, а топоизомераза и фосфатаза не могут пройти через нанопору.
15. Способ по любому из пп.11-14, где указанная ДНК находится на подложке или магнитной грануле, так что она может селективно подвергаться воздействию реагентов или удаляться от них как это требуется для обеспечения желаемой последовательности.
16. Способ синтеза ДНК в наночипе, содержащем одну или более камер для присоединения, содержащих нагруженный топоизомеразой олигонуклеотид, связанный 3'-концом с топоизомеразой, и одну или более резервных камер, содержащих фосфатазу и необязательно фермент рестрикции, где указанные камеры также содержат совместимый буферный раствор и отделены мембраной, содержащей по меньшей мере одну нанопору, где прохождение ферментов через нанопору предтовращено, где указанный способ включает:
(i) движение 5'-конца принимающей ДНК в первую камеру для присоединения под действием электрической силы, где указанная первая камера для присоединения содержит нагруженный топоизомеразой донорный олигонуклеотид;
(ii) обеспечение достаточного времени для лигирования указанного донорного олигонуклеотида и, тем самым, продления принимающей ДНК;
(iii) продвижение 5'-конца принимающей ДНК, удлиненной таким образом, в резервную камеру под действием электрической силы, где 5'-конец дефосфорилируется фосфатазой; и
(iv) повторение цикла из стадий (i)-(iii), добавление олигонуклеотидов, имеющих ту же или отличающуюся информационную последовательность, до тех пор, пока не получают желаемую последовательность ДНК.
17. Способ по п.16, где указанные ферменты прикреплены к подложке.
18. Способ по п.16 или 17, где указанный фермент рестрикции присутствует в резервной камере, и стадия (iii) дополнительно включает расщепление олигонуклеотида в положении, которое находится на расстоянии одного нуклеотида в 5'-направлении от олигонуклеотида, добавленного топоизомеразой, так что каждый цикл из стадий (i)-(iii) приводит к добавлению одного основания к 5'-концу принимающей ДНК.