【学术前沿】Nat Biotechnol | 寻找核酸适配体（aptamer）不再是大海捞针

核酸适配体被称为“化学抗体”。与真正的抗体一样，核酸适配体在再生医学、药物递送、细胞工程、生物成像、生物传感等各种生物医学应用中具有巨大的潜力。不幸的是，寻找核酸适配体就像大海捞针一样。为了使核酸适配体筛选过程变得简单而高效，研究人员开发了许多巧妙的方法。然而，一些挑战，如PCR扩增偏倚、蛋白质或核酸适配体的构象变化、核酸适配体多样性较低，特别是与筛选基质和核酸适配体的非特异性结合等问题，仍然存在。

2023年10月5日，宾州州立大学（Penn State）王勇团队研究组在Nature Biotechnology上发表了文章High-affinity one-step aptamer selection using a non-fouling porous hydrogel，研究人员创建了一种全新的核酸适配体筛选方法，其原理和传统方法不同，即在三维、没有非特异性粘附和拥有大孔隙的水凝胶空间中进行亲和-扩散耦合来筛选核酸适配体。这种方法被命名为HAS（即水凝胶用于适配体筛选）。

理想情况下，一个三维渗透空间只包含靶分子和文库。所有靶分子都会神奇地被固定，而文库则自由扩散。这样，如果文库中的候选者不与固定的靶分子紧密结合，就会自由地离开这个明确的空间。相反，如果候选者被固定的分子紧紧捕获，它们将被困在这个空间中。此外，如果一个期望的适配体候选者从以前绑定的靶分子上脱落，它将重新与一个固定的分子结合。因此，在扩散过程中，这个候选者不容易丢失。在这种理想情况下，适配体筛选可以在一步中完成，而无需传统适配体筛选的重复过程。所有与重复操作有关的问题都可以避免。

该团队使用没有非特异性粘附的分子聚乙二醇（PEG）创建了一个多孔、没有特意粘附的“魔法”空间。数据显示，文库非常快速地扩散出大孔隙PEG水凝胶。相比之下，在具有特异性分子的PEG水凝胶，文库的明显扩散速度就会减慢。这样，通过亲和-扩散耦合一步就可以获得了一个富集的适配体文库。为了证明该方法的广谱实用性，该团队针对五种蛋白靶分子进行适配体筛选。这五种蛋白靶分子，其等电点范围广泛，包括负电荷、中性电荷和正电荷分子。 这五种蛋白的适配体都在一步完成。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01973-8

原标题：《【学术前沿】Nat Biotechnol | 寻找核酸适配体（aptamer）不再是大海捞针》

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