《基於核酸酶反應的生物模擬核酸適配體篩選技術研究》是依託首都師範大學，由婁新徽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於核酸酶反應的生物模擬核酸適配體篩選技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：婁新徽
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
核酸適配體(aptamer)在生物感測和生物醫學領域具有重要的套用價值。缺乏快速高效的篩選技術是制約其廣泛套用的最主要原因之一。我們近期的研究發現aptamer與靶標的複合物可以很好地抵制多種核酸酶降解（AC，2012）。同時基於我們在適配體篩選技術方面的經驗和發現的問題（PNAS，2009，2010），本項目提出一種基於核酸酶反應的aptamer篩選新方法（Enzymatic -SELEX）。其核心創新點是模擬生物體系，利用核酸酶的結構選擇性將不能與靶標結合的單鏈DNA鏈降解，只有與靶標結合的aptamer進入下一循環的篩選。該技術無需任何分離設備，且無需將靶標或文庫進行固相固定，操作簡單廉價。此外採用無引物文庫，消除引物區對篩選影響，有利於大幅提後篩選過程中aptamer結合區域分析的效率。本項目將對發展我國具有自主產權的適配體篩選技術、生物感測技術及疾病診斷與治療技術有著重要意義。
結題摘要
核酸適配體在生物感測和生物醫學領域具有重要套用價值。缺乏高效的篩選技術是制約其廣泛套用的主要原因之一。固相篩選技術是目前核酸適配體篩選的常用技術，該技術需要將靶標或文庫固定於固相基質。由於固相界面對篩選進程的難以預計的影響，往往導致篩選失敗。如何提高篩選效率是目前核酸適配體篩選技術的研究重點和難點。本研究先後從不同的角度研究探索了這一關鍵性科學問題。（1）探索了基於核酸酶的無需靶分子固相固定的均相核酸適配體篩選新方法的可行性，取得了階段性成果（Biotechniques, 2014,授權專利，入選2014年最有趣和有用的PCR技術進展），但是研究表明基於無引物區的均相核酸適配體篩選方法存在步驟複雜，核酸酶的結構選擇性難以最佳化的缺點。（2）核酸適配體與靶分子的特異性的分子識別是核酸適配體篩選成功與否的基礎。我們系列研究了影響核酸適配體特異性分子識別的多種因素：核酸適配體在界面上的構象及其控制（Anal. Chem. 2014; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016）、核酸適配體在界面組裝方式（Electrochimica Acta 2015）、核酸適配體的界面集合效應（Anal. Chem. 2015）、溶劑效應（Anal. Bioanal. Chem. 2016）、界面非特異性吸附影響等。研究成果為核酸適配體篩選條件的選擇和最佳化提供了基礎。（3）結合上述研究成果，成功進行了鄰苯二甲酸酯類增塑劑（PAE）DNA核酸適配體的快速篩選，所篩選出來的核酸適配體具有高的親和力（nM級別）和選擇性（1000000以上）。基於該核酸適配體構建了高靈敏和特異性的電化學感測器，檢出限低於10 pM。PAE是我國和世界上污染最為廣泛的一類持續性有機污染物，本研究成果為環境和食品中PAE的快速檢測方法的建立提供了重要基礎。綜上所述，本項目圍繞核酸適配體的篩選與套用開展了多角度的研究，多項研究成果具有良好的套用前景和科學價值。另外由於核酸適配體篩選技術研究的複雜性，部分研究尚在進行中，預期成果將積極推動核酸適配體篩選技術的進展。
