核酸适体筛选及功能调控研究进展

发布日期:2020-11-26     浏览次数:次   

近日,我院杨朝勇教授课题组在核酸适体筛选及功能调控领域取得新进展,相关成果以"Activation of Aptamers with Gain-of-Function by Small-Molecule-Clipping of Intramolecular Motifs"为题,发表于《德国应用化学》。(DOI: 10.1002/anie.202013570

核酸适体因具有分子量小、靶标范围广、易合成修饰、设计可编程等优点,是一类理想的分子识别工具,在生物分析领域具有巨大应用潜力。但目前缺乏对适体与靶标间识别机制和构效关系的理解,限制了人们对适体功能的精准调控,导致了当前核酸适体在细胞功能调控等方面难以突破的局面。

针对此问题,杨朝勇教授课题组提出了“clipped aptamer”的概念,利用分子胶水(Z-NCTS)实现了核酸适体三维空间结构的精准调控,从而获得了小分子响应的核酸适体,为核酸适体的多样性与功能调控提供了一种全新的分子相互作用机制。具体而言,利用分子胶水点击连接核酸适体中CGG/CGG位点,从而将分子内原本远离的结构域拉近,调控核酸适体三维结构。利用所发展的分子胶水介导的核酸适体筛选新方法,课题组定向进化获得了针对肿瘤细胞标志物EpCAM蛋白的“clipped aptamer”,并通过实验及分子对接模拟对核酸适体的识别机制、构效关系进行了深入阐明。结果表明,筛选得到的“clipped aptamer”具有理想的结合热力学性质,并可通过分子胶水时空可控“clipped aptamer”三维结构变化,实现从与EpCAM结合的非活性状态到活性状态的快速转变,从而精准调控细胞黏附。该方法理论上可直接进化获得任何靶标的构象调控核酸适体,避免了常规方法中的序列设计试错,为构筑结构及功能调控的核酸适体的研究提供了新思路,在生物传感,成像,基因表达调控、细胞行为调控以及药物递送方面具有巨大潜力。

 

该研究工作在我院宋彦龄副教授、杨朝勇教授的共同指导下完成。我院博士生黄梦娇、已毕业硕士生李婷玉为论文共同第一作者。研究工作得到国家自然科学基金、长江学者和创新团队发展计划等资助。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202013570

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