北理工在《Biotechnology Advances》发表毛细管电泳筛选核酸适配体综述


  近日,网赌ag输惨|官网生命学院屈锋教授在生物技术领域顶级期刊《Biotechnology Advances》(IF="12.83)上发表毛细管电泳(CE)筛选核酸适配体(Aptamer)的综述论文“Evolution" of multi-functional capillary electrophoresis for high-efficiency selection of aptamers”。

  屈锋教授课题组从事核酸适配体筛选机理研究十余年,研究工作持续获得5项国家自然科学基金资助。已提出的三种新型筛选模式,使蛋白质的核酸适配体筛选效率显着提高。论文回顾了核酸适配体及SELEX技术的三十年发展历史,系统归纳总结了毛细管电泳技术的优势及在核酸适配体筛选中的应用进展。详细阐述了毛细管电泳筛选核酸适配体的关键核心技术,以及技术发展的演化历程和最新研究进展,并对核酸适配体筛选技术的普及和实用性进行展望和讨论。屈锋教授为该论文通讯作者,博士生朱超、杨歌为共同第一作者。国家自然科学基金No.21675012, 21874010, 21827810资助。

图1 SELEX流程图

  核酸适配体以其靶标广泛性,高亲和力、特异性,低免疫原性、低毒性,化学合成、易修饰等特点,被誉为“化学抗体”。自1990年核酸适配体与SELEX概念提出至今30年,核酸适配体已在生物医药、环境、食品受到广泛关注,是国际前沿的热点研究领域之一。核酸适配体可作为生物分析、食品和环境检测的探针分子,还可集成纳米器件用于生物成像、疾病诊断,以及作为药物递送系统元件或直接作为核酸药物参与疾病治疗。目前,已有10多种核酸适配体相关药物处以临床研究阶段。核酸适配体具有广阔的应用空间和产生经济效益的巨大潜力。

图2 不同CE-SELEX模式图

  毛细管电泳(CE)是一种高效分离和快速分析的微量分析技术,可全程监控筛选过程,实现靶标性质评价、靶标-核酸复合物的高效分离与收集,适配体亲和力、特异性定性定量分析等多重功能。从常规的CZE-SELEX衍生而来的多模式CE筛选方法,大幅度提升了筛选效率,缩减了适配体筛选的人力、物力与时间。课题组已提出的三种新模式: LpH-SELEX可大幅度提升非结合序列的消除效率,ssCE-SELEX实现了靶标与核酸库反应比例、时间的在线控制,scCE-SELEX实现多靶标的亲和力、特异性同步筛选。针对多尺度靶标的新型CE-SELEX筛选模式正在进行中。后续研究将结合更多的优势技术与方法,以有效结合位点分析为导向,以实现不同尺度靶标的功能性核酸适配体的精准筛选,以满足不断增长的适配体的多领域应用需求。

  原文链接为Please cite this article as: C. Zhu, G. Yang, M. Ghulam, F. Qu, Evolution of multifunctional capillary electrophoresis for high-efficiency selection of aptamers, Biotechnology Advances,?https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.107432

  

附作者简介:

  屈锋,网赌ag输惨|官网生命学院教授、博士生导师。北京市政协委员,海淀区政协委员。农工党网赌ag输惨|官网支部主委。北京核酸适配体交叉技术学会理事长,北京色谱学会副理事长,北京理化分析测试协会常务理事,中国色谱学会理事,《Electrophoresis》《色谱》杂志编委、《毛细管电泳年度回顾》专栏作者。研究团队深耕多模式毛细管电泳在大健康领域分析研究和应用,毛细管电泳分析仪器研制,毛细管电泳-质谱联用技术等研究方向,在毛细管电泳基础和应用研究,核酸适配体筛选机理及应用研究领域形成了研究特色。已承担国家973项目2项,国家自然科学基金7项。近年来,发表学术论文50余篇,授权发明专利9项,申请专利2项。出版译着《生物分析中的核酸适配体》和《核酸适配体手册》。

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