來自中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心,，環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室的研究人員在之前研究的技術上，發(fā)展了一種新的研究思路,，獲得了核酸適配體研究方面的重要進展,，這對理解核酸適配體與靶分子作用的結構基礎具有重要意義，并為核酸適配體的修飾和應用提供重要信息,。這一研究成果公布在國際著名化學期刊《.美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc）上,。
這一研究由汪海林課題組完成，汪海林研究員主要研究方向是高靈敏生物分析,、生物分子相互作用分析與環(huán)境污染物的DNA損傷與修復研究,。這項研究得到國家973計劃、國家自然科學基金,、中科院“百人計劃”擇優(yōu)項目,、中科院重大裝備研制項目及環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室基金等的支持。
核酸適配體（又稱Aptamer）是一類經(jīng)過人工進化篩選出的單鏈寡核苷酸片段,，可特異性,、高親和力識別靶分子。上世紀九十年代初核酸適配體的發(fā)現(xiàn)讓人們意識到,，核酸不僅可以編碼生命的遺傳信息,，而且也可以作為新的特異性識別元件和功能材料。現(xiàn)在人們已篩選出各式各樣靶分子的核酸適配體,，包括從小分子的環(huán)境毒物到極其復雜的病原細菌和癌細胞,。核酸適配體已在高靈敏分析、疾病診斷和癌癥治療等方面顯示出重要的應用前景,。雖然核酸的親和識別特性已經(jīng)發(fā)現(xiàn)二十年,，但是由于分析手段的限制人們對這種特性的來源與化學基礎的理解極為有限。
汪海林課題組根據(jù)他們提出的“熒光標記的基團與生物大分子的近距離作用可顯著增強熒光偏振響應”新機理,，發(fā)展了一種新的研究思路：通過選擇性地標記核酸適配體中單個核苷酸,，比較標記的核酸適配體與靶分子（蛋白質）結合前后熒光偏振響應的變化，可以鑒定與靶分子作用的近距離位點（熒光偏振響應高）和遠距離位點（熒光偏振響應低）,。
其實驗室研制的高靈敏毛細管電泳-激光誘導熒光偏振裝置為這項研究工作的開展提供了技術手段,。這一研究結果對理解核酸適配體與靶分子作用的結構基礎具有重要意義，并為核酸適配體的修飾和應用提供重要信息,。
除此之外,，近期湖南大學的王柯敏教授研究組也獲得了核酸適配體研究的新成果：首次提出了基于細胞膜蛋白觸發(fā)構型變化的“激活式核酸適配體探針”概念，設計合成了一種針對腫瘤細胞特異性表達蛋白的發(fā)夾型激活式核酸適配體探針,，顯著提高腫瘤細胞成像反差,、縮短檢測時間,，成功用于裸鼠腫瘤活體實時熒光成像。
研究人員提出了“激活式核酸適配體探針”的概念,，以人類急性白血病細胞CCRF-CEM細胞的核酸適配體為模型,，構建了針對CCRF-CEM細胞膜表面腫瘤標志性蛋白的激活式核酸適配體探針，不僅成功實現(xiàn)了緩沖液和血清體系中CCRF-CEM細胞的快速,、靈敏,、特異檢測以及活體內CCRF-CEM腫瘤的高對比度和特異性診斷成像，而且與傳統(tǒng)“always on”單熒光標記核酸適配體探針相比,，成像反差顯著提高,，檢測時間也由原來的數(shù)小時縮短至十幾分鐘。該研究不僅為核酸適配體在腫瘤活細胞檢測和活體成像研究中的應用提供了全新的手段和思路,，而且為腫瘤活體熒光分子成像領域開發(fā)了一類具有普遍適用潛力的激活式分子探針,，具有重要的科學價值和廣泛的臨床前實驗以及臨床實驗應用前景。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Journal of the American Chemical Society DOI: 10.1021/ja202141y
Fluorescence Anisotropy Analysis for Mapping Aptamer–Protein Interaction at the Single Nucleotide Level
Dapeng Zhang, Meiling Lu, and Hailin Wang
Structural characterization of aptamer–protein interactions is challenging and limited despite the tremendous applications of aptamers. Here we for the first time report a fluorescence anisotropy (FA) approach for mapping the interaction of an aptamer and its protein target at the single nucleotide level. Nine fluorescently labeled aptamers, each conjugated to a single tetramethylrhodamine at a specified nucleotide in the aptamer, were used to study their interactions with thrombin. Simultaneous monitoring of both fluorescence anisotropy changes and electrophoretic mobility shifts upon binding of the fluorescently modified aptamer to the protein provides unique information on the specific nucleotide site of binding. T25, T20, T7 and the 3′-end were identified as the close contact sites, and T3, C15T, and the 5′-end were identified as the sites distant from the binding. This approach is highly sensitive and does not require cross-linking reactions. Studies of aptamer–protein interactions using this techniq...
