NanoCluster 비콘(NanoCluster Beacons, NCBs)은 근접한 DNA 가닥인 활성제(activator)에 의해 형광이 활성화되거나 조절될 수 있는 다색 은 나노클러스터 프로브이다. 두 활성제(active activators) 한 쌍에서 단일 뉴클레오타이드의 차이가 극적으로 다른 활성화 결과로 이어지는데, 이를 ‘정반대 쌍(polar opposite twins, POTs)’이라 한다. 그러나 기존의 저처리량 특성분석 접근법으로는 새로운 POT-NCB를 발견하기가 어렵다. 여기에서는 약 40,000개의 활성제 서열에 대한 활성화 형광을 스크리닝하기 위해 용도를 전환한 차세대 염기서열 분석 칩을 활용하는 고처리량 선택 방법이 보고된다. 길이가 18 뉴클레오타이드인 활성제에서 7-12 위치의 염기서열은 밝은 NCB를 형성하는 데 중요하며, 4-6 및 2-4 위치는 각각 노랑-주황과 레드 POT를 생성하기 위한 핫스팟(hotspots)임이 밝혀졌다. 이러한 발견에 기초하여, 이들 핫스팟이 서로 다른 은 클러스터 크로모포어(chromophores)의 형성을 어떻게 촉진하고 그에 따른 화학적 수율을 어떻게 변화시키는지를 설명할 수 있는 ‘지퍼-백(zipper-bag)’ 모델이 제안된다. 고처리량 스크리닝과 기계학습 알고리즘을 결합하여, 실ico(인 실리코, in silico)에서 밝고 다색의 NCB를 설계하기 위한 파이프라인이 구축되었다.

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