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科學(xué)家開發(fā)出生命的“人造構(gòu)件”

張夢然 發(fā)布時間:2024-03-14 08:49:00來源: 科技日報

  【總編輯圈點】

  科技日報北京3月12日電 (記者張夢然)核苷酸是DNA的組成部分。德國科隆大學(xué)化學(xué)系科學(xué)家最新證明,核苷酸的結(jié)構(gòu)可在實驗室中進(jìn)行很大程度的修改。該團(tuán)隊開發(fā)了具有新的附加堿基對的蘇糖核酸(TNA),這是實現(xiàn)具有增強化學(xué)功能的完全人工核酸的第一步。相關(guān)研究發(fā)表在《美國化學(xué)會雜志》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個獨特的部分組成:糖分子、磷酸基團(tuán)和4種核堿基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤和胞嘧啶之一。核苷酸排列數(shù)百萬次,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。

  人工核酸在結(jié)構(gòu)上與其原始核酸不同。這些變化會影響它們的穩(wěn)定性和功能。TNA比天然存在的DNA和RNA更穩(wěn)定,這為未來的治療用途帶來了許多優(yōu)勢。

  在這項研究中,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個增加到6個。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問題,因為引入細(xì)胞的合成產(chǎn)生的RNA會迅速降解并失去其作用。

  將TNA引入未被檢測到的細(xì)胞中,可以更長時間地維持效果。內(nèi)置的非天然堿基對,為細(xì)胞中的靶分子提供了替代的選項。這種功能尤其適用于開發(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,TNA還可用于將藥物定向輸送至體內(nèi)特定器官以及診斷,或識別病毒蛋白和生物標(biāo)志物。

  人們對于DNA和RNA已十分熟悉,但科學(xué)家早已著手開始研究RNA的類似物或衍生物“XNA”,在此過程中,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)更簡單。此次科學(xué)家們對TNA化學(xué)空間展開探索,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,為未來的核酸治療開辟了新途徑。(來源:科技日報)

(責(zé)編: 王東)

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