• 抗降解的非天然核酸适配体(aptamer)的体外筛选。

       体外筛选是一项用于产生高亲和力、强特异性的单链核酸亲和性分子的技术手段,通常包括产生核酸文库、分离功能性分子、扩增富集文库等步骤。但由于传统体外筛选技术产生的天然核酸DNA或RNA适配体在生物体液中易被核酸酶降解、稳定性较差,因此将体外筛选技术拓展到非天然核酸XNA可以直接产生抗降解的非天然核酸适配体。在此过程中,需要解决的两个挑战是:1)单体分子的化学合成;2)聚合酶对非天然底物的识别。

 

 

  • 具有催化活性的人工核酶(ribozyme)和脱氧核酶(DNAzyme)。

       DNA通常被看作仅仅起到储存遗传信息作用的遗传物质,但是体外筛选实验发现:单链DNA和RNA可以折叠成特定的三维结构,起到催化化学反应的酶的作用。我们发现了一条单链DNA序列在镁离子的辅助下能够特异性地催化RNA链上磷酸二酯键的水解反应。

 

 

  • 发展遗传密码拓展技术(genetic code expansion)表达含有定点磷酸化修饰的蛋白。

       蛋白质翻译过程中通常只使用20种氨基酸,但是翻译后修饰过程能够引入甲基、乙酰基、磷酸基等功能基团,这些翻译后修饰对蛋白质的功能有着重要的调节作用。要研究某一特定修饰对蛋白质活性的具体影响的第一步是制造出带有该修饰的蛋白质,可以采用的方法包括:表达天然蛋白再用酶修饰、化学合成短肽再与蛋白连接等。这些方法存在特异性不足、反应副产物多等缺点,遗传密码拓展技术则是通过引入新的转运RNA及合成酶在基因水平上引导带修饰的氨基酸的直接插入,这种方法的优点是特异性高、产物纯度高。

 

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