There has been tremendous interest in constructing nanostructures by exploiting the unparalleled ability of DNA molecules in self-assembly. We have seen the appearance of many fantastic, "art-like" DNA nanostructures in one, two, or three dimensions during the last two decades. More recently, much attention has been directed to the use of these elegant nanoobjects for applications in a wide range of areas. Among them, diagnosis and therapy (i.e., theranostics) are of particular interest given the biological nature of DNA.One of the major barricades for the biosensor design lies in the restricted target accessibility at the solid–water interface. DNA nanotechnology provides a convenient approach to well control the biomolecule-confined surface to increase the ability of molecular recognition at the biosensing interface. For example, tetrahedral DNA nanostructures with thiol modifications can be self-assembled at the gold surface with high reproducibility. Since DNA tetrahedra are highly rigid and well-defined structures with atomic precision and versatile functionality, they provide scaffolds for anchoring of a variety of biomolecular probes (DNA, aptamers, peptides, and proteins) for biosensing. Significantly, this DNA nanostructure-based biosensing platform greatly increases target accessibility and improves the sensitivity for various types of molecular targets (DNA, RNA, proteins, and small molecules) by several orders of magnitude.In an alternative approach, DNA nanostructures provide a framework for the development of dynamic nanosensors that can function inside the cell. DNA tetrahedra are found to be facilely cell permeable and can sense and image specific molecules in cells. More importantly, these DNA nanostructures can be efficient drug delivery nanocarriers. Since they are DNA molecules by themselves, they have shown excellent cellular biocompatibility with minimal cytotoxicity. As an example, DNA tetrahedra tailored with CpG oligonucleotide drugs have shown greatly improved immunostimulatory effects that makes them a highly promising nanomedicine. By taking them together, we believe these functionalized DNA nanostructures can be a type of intelligent theranostic nanodevice for simultaneous sensing, diagnosis, and therapy inside the cell.

Abstract DNA‐based machines have attracted rapidly growing interest owing to their potential in drug delivery, biocomputing, and diagnostic applications. Herein, we report a type of exonuclease III (Exo III)‐powered stochastic DNA walker that can autonomously move on a spherical nucleic acid (SNA)‐based 3D track. The motion is propelled by unidirectional Exo III digestion of hybridized DNA tracks in a burnt‐bridge mechanism. The operation of this Exo III‐propelled DNA walker was monitored in real time and at the single‐particle resolution using total internal reflection fluorescence microscopy (TIRF). We further interrogated the morphological effect of the 3D track on the nuclease activity, which suggested that the performance of the DNA walker was critically dependent upon the DNA density and the track conformation. Finally, we demonstrated potential bioanalytical applications of this SNA‐based stochastic DNA walker by exploiting movement‐triggered cascade signal amplification.

Background and Purpose— The aim of the study was to investigate the usefulness of the computed tomography (CT) island sign for predicting early hematoma growth and poor functional outcome. Methods— We included patients with spontaneous intracerebral hemorrhage (ICH) who had undergone baseline CT within 6 hours after ICH symptom onset in our hospital between July 2011 and September 2016. Two readers independently assessed the presence of the island sign on the admission noncontrast CT scan. Multivariable logistic regression analysis was used to analyze the association between the presence of the island sign on noncontrast admission CT and early hematoma growth and functional outcome. Results— A total of 252 patients who met the inclusion criteria were analyzed. Among them, 41 (16.3%) patients had the island sign on baseline noncontrast CT scans. In addition, the island sign was observed in 38 of 85 patients (44.7%) with hematoma growth. Multivariate logistic regression analysis demonstrated that the time to baseline CT scan, initial hematoma volume, and the presence of the island sign on baseline CT scan independently predicted early hematoma growth. The sensitivity of the island sign for predicting hematoma expansion was 44.7%, specificity 98.2%, positive predictive value 92.7%, and negative predictive value 77.7%. After adjusting for the patients’ age, baseline Glasgow Coma Scale score, presence of intraventricular hemorrhage, presence of subarachnoid hemorrhage, admission systolic blood pressure, baseline ICH volume, and infratentorial location, the presence of the island sign (odds ratio, 3.51; 95% confidence interval, 1.26–9.81; P =0.017) remained an independent predictor of poor outcome in patients with ICH. Conclusions— The island sign is a reliable CT imaging marker that independently predicts hematoma expansion and poor outcome in patients with ICH. The noncontrast CT island sign may serve as a potential marker for therapeutic intervention.

The presence of greenhouse CO2 gas in the atmosphere causes serious environmental issues. Consequently, the development of photocatalysts for reducing CO2 is essential for mimicking artificial photosynthesis. In this study,...