DNA「變身」合成化學物質平臺

2020-11-27 中國科學院

DNA「變身」合成化學物質平臺

經修飾可製造凝膠等全新材料

2017-10-16 科技日報 聶翠蓉

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　　據物理學家組織網日前報導，美國斯克利普斯研究所化學家通過對DNA的核苷酸進行化學修飾，將DNA變成合成新型化學物質的平臺。發表在德國《應用化學》雜誌上的這項研究證明，DNA不僅能儲存遺傳信息，還能用來研製藥用物質或納米材料。

　　DNA具有可修飾性，並在修飾後具有與正常DNA完全一樣的複製功能，這些獨特性能使其成為合成化學物質的重要原材料。斯克利普斯研究所化學教授弗洛伊德·羅姆斯伯格的實驗室過去10年來一直潛心於開發修飾DNA的前沿技術，希望最終能用於研發藥物、生物探頭甚至人造生命形式。去年，他的實驗室曾在《自然·化學》雜誌發表一項重要研究成果：研發出一種人工DNA聚合酶（SFM4-3），能像天然DNA聚合酶幫助DNA複製一樣，讓用氟或甲氧基修飾過的DNA進行複製。

　　這次研究中，羅姆斯伯格實驗室利用點擊化學（Click chemistry）技術向DNA的核苷酸中引入疊氮基，並證明SFM4-3人工聚合酶能讓疊氮修飾過的核苷酸複製，這些修飾DNA鏈還能用聚合酶鏈式反應（PCR）技術進行指數級擴增。疊氮能與許多其他分子形成化學鍵，因此向疊氮修飾過的DNA引入螢光分子或生物素分子，可生產出各種功能性DNA。

　　比如，他們以疊氮修飾DNA為中心，將多種DNA鏈與之緊密結合，製成一種「洗瓶刷」結構，然後用PCR擴增獲得了一張DNA網，DNA網遇水後形成一種具有廣泛用途的全新凝膠。測試證明，密封在凝膠內的蛋白質能保持它們的生化活性，因此DNA凝膠可用來遞送藥物或培育三維細胞。

　　羅姆斯伯格表示，他們還成功利用SFM4-3對分別由氯、氨基和氫氧基修飾的DNA進行了複製和擴增，效果都很理想。他們下一步將用其他修飾DNA檢驗這種人工聚合酶的複製效果，並用這些修飾的DNA合成凝膠等具有特定用途的新材料。

　　據物理學家組織網日前報導，美國斯克利普斯研究所化學家通過對DNA的核苷酸進行化學修飾，將DNA變成合成新型化學物質的平臺。發表在德國《應用化學》雜誌上的這項研究證明，DNA不僅能儲存遺傳信息，還能用來研製藥用物質或納米材料。
　　DNA具有可修飾性，並在修飾後具有與正常DNA完全一樣的複製功能，這些獨特性能使其成為合成化學物質的重要原材料。斯克利普斯研究所化學教授弗洛伊德·羅姆斯伯格的實驗室過去10年來一直潛心於開發修飾DNA的前沿技術，希望最終能用於研發藥物、生物探頭甚至人造生命形式。去年，他的實驗室曾在《自然·化學》雜誌發表一項重要研究成果：研發出一種人工DNA聚合酶（SFM4-3），能像天然DNA聚合酶幫助DNA複製一樣，讓用氟或甲氧基修飾過的DNA進行複製。
　　這次研究中，羅姆斯伯格實驗室利用點擊化學（Click chemistry）技術向DNA的核苷酸中引入疊氮基，並證明SFM4-3人工聚合酶能讓疊氮修飾過的核苷酸複製，這些修飾DNA鏈還能用聚合酶鏈式反應（PCR）技術進行指數級擴增。疊氮能與許多其他分子形成化學鍵，因此向疊氮修飾過的DNA引入螢光分子或生物素分子，可生產出各種功能性DNA。
　　比如，他們以疊氮修飾DNA為中心，將多種DNA鏈與之緊密結合，製成一種「洗瓶刷」結構，然後用PCR擴增獲得了一張DNA網，DNA網遇水後形成一種具有廣泛用途的全新凝膠。測試證明，密封在凝膠內的蛋白質能保持它們的生化活性，因此DNA凝膠可用來遞送藥物或培育三維細胞。
　　羅姆斯伯格表示，他們還成功利用SFM4-3對分別由氯、氨基和氫氧基修飾的DNA進行了複製和擴增，效果都很理想。他們下一步將用其他修飾DNA檢驗這種人工聚合酶的複製效果，並用這些修飾的DNA合成凝膠等具有特定用途的新材料。

列印 責任編輯：侯茜

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