原标题：我校在功能性核酸分子定向演化研究方面取得重要进展

　　7月11日，美国化学会旗下纳米材料领域学术期刊《美国化学学会纳米》（ACS Nano）（影响因子IF = 13.334）以“Rapid and Label-Free Strategy to Isolate Aptamers for Metal Ions”为题在线发表了以我校青年教师瞿昊为第一作者的研究成果（ACS Nano 2016, DOI: 10.1021/acsnano.6b02558）。该论文第一作者单位为我校生物与医学工程学院，并在美国斯坦福大学电机工程系和放射科学系 H. Tom Soh 教授的指导下完成，通过使用乳液聚合酶链式反应（Emulsion Polymerase Chain Reaction, emulsion PCR）和荧光激发细胞筛选（Fluorescence Activated Cell Sorting, FACS）两项技术成功研发了一种基于磁珠展示平台的以金属离子为特定目标物的核酸适配体高效筛选的革新方法。

　　金属离子在众多生物和环境体系当中都起到重要的角色，因此不借助质谱等大型仪器设备实现金属离子的快速检测尤为重要。而实现这一目标的关键就是找寻能够特异性识别并结合特定金属离子的“亲和物质”（affinity reagents）。然而，由于金属离子在生物体内并不会引起免疫反应，因此能够特异性结合金属离子的“标准”亲和物质 – 单克隆抗体非常难以生产。

　　核酸适配体(aptamer)是近年发展起来的一类新型亲和物质，其作用本质是一段单链核酸分子折叠形成特定三维结构而与生物靶标高亲和力和高特异性结合。因为在众多方面有着独特的优势，被视为传统的亲和物质抗体的优良替代者，已经在生物技术、医疗保健领域得到了广泛的应用。尤其是核酸适配体可以通过体外筛选获得，从而避免了体内免疫反应带来的困难。然而使用传统的指数富集配体系统进化（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment , SELEX）技术筛选针对金属离子的核酸适配体同样非常困难，因为这种传统方法为了后续分离操作，通常需要对目标物进行化学标记或者修饰。这些操作对金属离子而言无疑都非常困难，非常可能会改变其结构和性质，最终导致筛选工作的失败。

　　在本文的工作中，研究者们研发了一种快速的无标记的核酸适配体体外筛选方法（称为SS-PD方法），无需对靶标进行任何标记或修饰，非常适合用于针对金属离子的核酸适配体筛选。SS- PD采用乳液聚合酶链式反应技术将液相的纳米量级的核酸序列库转化为微米量级的磁珠库，然后使用荧光激发细胞筛选技术直接定量观测核酸序列库中每个核酸序列分子与目标离子的结合能力并进行逐一主动分离，从而达到了远超传统SELEX方法的筛选速度。作为新方法的演示，研究者们使用SS-PD在4轮筛选之内（相对于传统SELEX方法的~15轮筛选）便获得了Hg2+和Cu2+的高结合力和选择性的核酸适配体。该项研究成果将为针对其他离子和小分子目标物的核酸适配体的筛选工作提供非常高效的平台。

　　该论文第一作者瞿昊博士是我校生物与医学工程学院引进的优秀青年学者，曾于中国科学技术大学物理系获得学士学位，随后在世界排名第8位（U.S. News & World Report Global Rankings 2016）的美国加州大学洛杉矶分校（University of California Los Angeles）获得物理学博士学位，并在世界排名第24位、材料学世界排名第8位的美国加州大学圣芭芭拉分校（University of California Santa Barbara）材料专业从事生物材料研究多年。截止目前，瞿昊博士已在ACS Nano, Phys. Rev. X, Phy. Rev. E, Europhys. Lett.等国际著名期刊上发表论文11篇。其中第一作者文章6篇，包括本文发表于纳米材料领域最权威的国际期刊之一ACS Nano (一区TOP，IF: 13.334)，并有2篇发表于物理学领域最权威的国际期刊之一Phys. Rev. X (一区TOP， IF: 8.701)上。

图为针对金属离子的核酸适配体快速无标记筛选新方法（SS-PD）的示意图

　　相关论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b02558

　　消息来源：http://news.hfut.edu.cn/index.php?m=content&c=index&a=
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