科学家开发出生命的“人造构件”


发布日期:2024-03-24 03:16    点击次数:65


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  科技日报北京3月12日电 (记者张梦然)核苷酸是DNA的组成部分。德国科隆大学化学系科学家最新证明,核苷酸的结构可在实验室中进行很大程度的修改。该团队开发了具有新的附加碱基对的苏糖核酸(TNA),这是实现具有增强化学功能的完全人工核酸的第一步。相关研究发表在《美国化学会杂志》上。

  DNA携带所有生物体的遗传信息,由4种不同的构建块(核苷酸)组成。核苷酸则由4个独特的部分组成:糖分子、磷酸基团和4种核碱基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶之一。核苷酸排列数百万次,就形成螺旋楼梯一样的DNA双螺旋,而核苷酸也主要参与构成核酸,即DNA和RNA的总称。

  人工核酸在结构上与其原始核酸不同。这些变化会影响它们的稳定性和功能。TNA比天然存在的DNA和RNA更稳定,这为未来的治疗用途带来了许多优势。

  在这项研究中,构成DNA主链的5碳糖脱氧核糖,被4碳糖取代。此外,核碱基的数量从4个增加到6个。被换出的糖,使得TNA能够躲避细胞自身的降解酶。降解一直是核酸疗法的一个问题,因为引入细胞的合成产生的RNA会迅速降解并失去其作用。

  将TNA引入未被检测到的细胞中,可以更长时间地维持效果。内置的非天然碱基对,为细胞中的靶分子提供了替代的选项。这种功能尤其适用于开发新的适体(与靶分子结合的一段寡核苷酸序列)、短DNA或RNA序列,这些序列可用于细胞机制的靶向控制。

  与此同时,TNA还可用于将药物定向输送至体内特定器官以及诊断,或识别病毒蛋白和生物标志物。

  人们对于DNA和RNA已十分熟悉,但科学家早已着手开始研究RNA的类似物或衍生物“XNA”,在此过程中,发现了TNA。TNA是DNA和RNA的“化学近亲”,它的分子中含有苏糖,这种糖的结构,比核糖和脱氧核糖的结构更简单。此次科学家们对TNA化学空间展开探索,创建出了不同的变体,这也标志着人们已经成功合成了具有扩展基因的TNA,为未来的核酸治疗开辟了新途径。(来源:科技日报)