近日，合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院鄭磊研究員課題組與加拿大McMaster大學(xué)Yingfu Li教授課題組合作，在功能核酸體外進(jìn)化領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究成果以“Evolution of a highly functional circular DNA aptamer in serum”為題發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research（《核酸研究》）上，論文鏈接為：https://doi.org/10.1093/nar/gkaa800。合肥工業(yè)大學(xué)為該論文第一通訊單位，鄭磊研究員與Yingfu Li教授為該論文的共同通訊作者，毛瑜博士為該論文第一作者。
功能核酸，如核酸適配體，是一種通過(guò)體外篩選技術(shù)（SELEX）獲得的具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的核酸分子。核酸適配體作為一種“化學(xué)抗體”，因其親和力高、特異性強(qiáng)、合成容易、生物兼容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)和食品安全等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)的核酸適配體篩選以鏈狀隨機(jī)寡核苷酸作為文庫(kù)，由此篩選出的核酸適配體在復(fù)雜生物體系中其特異性結(jié)合能力大大降低，并且生物穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重阻礙了核酸適配體的實(shí)際應(yīng)用。以凝血酶為例，凝血酶是一種在血液凝固過(guò)程中起關(guān)鍵作用的蛋白酶，在血栓性疾病中起著重要的作用。近年來(lái)，血栓性疾病的發(fā)病率、致殘率和死亡率逐年上升，已成為威脅人民生命健康的“第一大殺手”。因此，研制出安全、高效且低成本的抗凝劑對(duì)于血栓性疾病的防治至關(guān)重要。
針對(duì)以上難點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)提出利用環(huán)狀隨機(jī)寡核苷酸文庫(kù)直接在復(fù)雜生物體系中進(jìn)行體外篩選。利用環(huán)狀DNA分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)滾環(huán)擴(kuò)增（RCA）實(shí)現(xiàn)備選環(huán)狀核酸適配體的恒溫高效富集，首次開(kāi)發(fā)了一種non-PCR的環(huán)狀核酸適配體篩選策略（圖1）。以這種體外進(jìn)化方式得到的凝血酶環(huán)狀核酸適配體有很高的親和力（pM級(jí)別）和生物穩(wěn)定性，同時(shí)在血液中表現(xiàn)出極好抗凝血性能，凝血酶原時(shí)間得到了顯著性的提升（圖2）。此項(xiàng)成果拓展了核酸適配體的體外篩選方法，并證明了環(huán)狀核酸適配體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的出色應(yīng)用前景。
上述工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省科技重大專項(xiàng)、中國(guó)博士后基金和加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)基金的資助。
