近日，我校食品与生物工程学院郑磊教授课题组在核酸适配体性能调控研究上取得重要进展，相关成果以“Allosteric Regulation of Aptamer Affinity through Mechano-Chemical Coupling”为题发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。合肥工业大学为该论文第一署名单位，瞿昊教授为论文第一作者，2019级硕士研究生郑满意为论文第二作者。

核酸适配体（aptamer）是能特异性识别靶标的核酸片段，是近年来兴起的新型生物识别探针。因具有合成容易、筛选无需活体、热稳定性高、靶标范围广等优势，作为抗体的优良补充在生物医药、食品安全检测等很多领域得到广泛应用，也是核酸药物的一类重要前体。然而，核酸适配体与靶标结合时通常具有固定的亲和力，远不能满足实际应用的需求，如果能细致调控核酸适配体的亲和力，将能极大拓展其功能和应用场景。目前已有的亲和力调控手段，通常是对已有序列进行碱基变异，需要不断试错，费时费力；或者对已有序列进行理性设计，但要求对核酸适配体的折叠结构和结合域的性质有深入了解，存在较大局限性。

针对这一难题，我校食品与生物工程学院郑磊教授、瞿昊教授，与美国斯坦福大学H. Tom Soh教授合作开展了一系列研究。研究人员前期发现生物活性分子的动态构型与其功能存在密切关系（Phys. Rev. X, 2013, 3: 011009）；同时发现双链DNA在弯曲时具有皮牛量级的拉伸力（Phys. Rev. X, 2011, 1: 021008），而核酸适配体的折叠能量处于10 kJ/mol量级（J. Am. Chem. Soc., 2020, 142: 11743-11749）。在此基础上，研究人员独创性地将双链DNA用作“分子力钳”与核酸适配体耦合，以附加配件的方式扰动其构型，通过理论模型计算精准分配核酸适配体处于折叠构象的比例，进而通过力化学偶联的方式，实现了核酸适配体亲和性的细致调控。该方法无需知晓核酸适配体的折叠结构或结合机制，即能达到调控目标，为核酸适配体乃至其他核酸结构的性能调控提供了一条简单通用的途径，从而将其升级为能够响应外部调控的“分子机器”，在自适应生物传感、超分辨成像、可编程纳米装置、精准药物控释、基因调控设计等研究方向发挥重要作用。

该工作得到国家自然科学基金、安徽省科技重大专项的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202214045

（瞿昊/文 瞿昊/图 李艳/审核）

责任编辑：钟敏