研究人员开发出生命的人造构件
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2024-03-19 15:32:51
摘要 DNA 携带所有生物体的遗传信息，仅由四种不同的构建块(核苷酸)组成。核苷酸由三个独特的部分组成：糖分子、磷酸基团和四种核碱基腺嘌呤、...
DNA 携带所有生物体的遗传信息，仅由四种不同的构建块(核苷酸)组成。核苷酸由三个独特的部分组成：糖分子、磷酸基团和四种核碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶之一。核苷酸排列数百万次，形成 DNA 双螺旋，类似于螺旋楼梯。加州大学化学系的科学家们现在已经证明，核苷酸的结构可以在实验室中进行很大程度的修改。研究人员开发了具有新的附加碱基对的所谓苏呋喃糖核酸(TNA)。这些是实现具有增强化学功能的完全人工核酸的第一步。该研究“扩大异种核酸空间的视野：增加信息存储的苏糖核酸”发表在《美国化学会杂志》上。
人工核酸在结构上与其原始核酸不同。这些变化会影响它们的稳定性和功能。“我们的苏呋喃糖基核酸比天然存在的核酸 DNA 和 RNA 更稳定，这为未来的治疗用途带来了许多优势，”Stephanie Kath-Schorr 教授博士说。在这项研究中，构成 DNA 骨架的 5 碳糖脱氧核糖被 4 碳糖取代。此外，核碱基的数量从四个增加到六个。通过交换糖，TNA 不会被细胞自身的降解酶识别。这一直是基于核酸的疗法的一个问题，因为引入细胞的合成产生的RNA会迅速降解并失去其作用。将 TNA 引入未被检测到的细胞中，现在可以更长时间地维持效果。该研究的主要作者 Hannah Depmeier 补充道：“此外，内置的非天然碱基对为细胞中的靶分子提供了替代的结合选项。” Kath-Schorr 确信，这种功能尤其可用于开发新的适体、短 DNA 或 RNA 序列，这些序列可用于细胞机制的靶向控制。TNA 还可用于将药物定向输送至体内特定器官(定向药物输送)以及诊断;它们还可用于识别病蛋白或生物标志物。
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