Abstract In the last three decades, there have been recurring outbreaks of infectious diseases, brought to light with the recent outbreak of coronavirus disease 2019 (COVID-19). Attempts to effectively contain the spread of infectious diseases have been hampered by the lack of rapidly adaptable, accurate, and accessible point-of-care diagnostic testing. In this study, we present a novel design of a label-free DNAzyme-based detection method called Rapidemic. This assay combines recombinase polymerase amplification (RPA) with linear strand-displacement amplification (LSDA) and guanine-quadruplex (GQ) DNAzyme-catalysed colour-changing reaction. The colorimetry basis of the signal readout omits the need for extensive instrumentation. Moreover, the primer-based sequence detection of RPA gives Rapidemic a potential to be rapidly adapted to target a new sequence. As a proof of concept, we developed the assay to detect isolated genomic DNA of Saccharomyces cerevisiae . The use of low-pH buffers and the optimization of the dilution rates from each preceding reaction to the next showed to be successful strategies to enable visible detection with this method. These findings demonstrate for the first time that a label-free DNAzyme-based detection method can be coupled to RPA and LSDA for nucleic acid detection.

ABSTRACT The editing of plasmids and construction of plasmid libraries is paramount to the engineering of desired functionalities in synthetic biology. Typically, plasmids with targeted mutations are produced through time- and resource-consuming DNA amplification and/or cloning steps. In this study, we establish MOSAIC, a highly efficient protocol for the editing of plasmids and generation of combinatorial plasmid libraries. This one-step protocol employs efficient single-stranded DNA annealing proteins (SSAP) to incorporate (libraries of) DNA oligos harboring the desired mutations into a target plasmid in E. coli . MOSAIC can be used to modify virtually any plasmid and is integrated with a validation pipeline based on Nanopore sequencing. In addition to up to 90% single-target plasmid editing efficiency, MOSAIC is demonstrated to enable the generation of a combinatorial plasmid library spanning four different target regions on a plasmid, in a single transformation. We anticipate that MOSAIC will provide researchers with a simple, rapid and resource-effective method to edit plasmids or generate large, diverse plasmid libraries for a wide range of in vivo or in vitro applications in molecular and synthetic biology. GRAPHICAL ABSTRACT