科學(xué)家開(kāi)發(fā)出生命的“人造構(gòu)件”
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科技日?qǐng)?bào)北京3月12日電 (記者張夢(mèng)然)核苷酸是DNA的組成部分。德國(guó)科隆大學(xué)化學(xué)系科學(xué)家最新證明,核苷酸的結(jié)構(gòu)可在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行很大程度的修改。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了具有新的附加堿基對(duì)的蘇糖核酸(TNA),這是實(shí)現(xiàn)具有增強(qiáng)化學(xué)功能的完全人工核酸的第一步。相關(guān)研究發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志》上。
DNA攜帶所有生物體的遺傳信息,由4種不同的構(gòu)建塊(核苷酸)組成。核苷酸則由4個(gè)獨(dú)特的部分組成:糖分子、磷酸基團(tuán)和4種核堿基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤和胞嘧啶之一。核苷酸排列數(shù)百萬(wàn)次,就形成螺旋樓梯一樣的DNA雙螺旋,而核苷酸也主要參與構(gòu)成核酸,即DNA和RNA的總稱(chēng)。
人工核酸在結(jié)構(gòu)上與其原始核酸不同。這些變化會(huì)影響它們的穩(wěn)定性和功能。TNA比天然存在的DNA和RNA更穩(wěn)定,這為未來(lái)的治療用途帶來(lái)了許多優(yōu)勢(shì)。
在這項(xiàng)研究中,構(gòu)成DNA主鏈的5碳糖脫氧核糖,被4碳糖取代。此外,核堿基的數(shù)量從4個(gè)增加到6個(gè)。被換出的糖,使得TNA能夠躲避細(xì)胞自身的降解酶。降解一直是核酸療法的一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)橐爰?xì)胞的合成產(chǎn)生的RNA會(huì)迅速降解并失去其作用。
將TNA引入未被檢測(cè)到的細(xì)胞中,可以更長(zhǎng)時(shí)間地維持效果。內(nèi)置的非天然堿基對(duì),為細(xì)胞中的靶分子提供了替代的選項(xiàng)。這種功能尤其適用于開(kāi)發(fā)新的適體(與靶分子結(jié)合的一段寡核苷酸序列)、短DNA或RNA序列,這些序列可用于細(xì)胞機(jī)制的靶向控制。
與此同時(shí),TNA還可用于將藥物定向輸送至體內(nèi)特定器官以及診斷,或識(shí)別病毒蛋白和生物標(biāo)志物。
人們對(duì)于DNA和RNA已十分熟悉,但科學(xué)家早已著手開(kāi)始研究RNA的類(lèi)似物或衍生物“XNA”,在此過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)了TNA。TNA是DNA和RNA的“化學(xué)近親”,它的分子中含有蘇糖,這種糖的結(jié)構(gòu),比核糖和脫氧核糖的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。此次科學(xué)家們對(duì)TNA化學(xué)空間展開(kāi)探索,創(chuàng)建出了不同的變體,這也標(biāo)志著人們已經(jīng)成功合成了具有擴(kuò)展基因的TNA,為未來(lái)的核酸治療開(kāi)辟了新途徑。(來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))
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