综合 2024-04-12 20:45

Researchers develop artificial building blocks of life

来自科隆大学(UoC)的科学家们首次在实验室中开发出了人造核苷酸,它是DNA的组成部分,具有一些额外的特性,可以用作治疗用途的人造核酸。

DNA携带着所有生物体的遗传信息,仅由四种不同的组成单元——核苷酸组成。核苷酸由三个不同的部分组成:一个糖分子、一个磷酸基团和四种核碱基中的一种腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。

核苷酸排列数百万次,形成DNA双螺旋结构,类似于螺旋楼梯。来自UoC化学系的科学家们现在已经证明,核苷酸的结构可以在实验室中进行很大程度的修改。研究人员开发了所谓的三氟脲基核酸(TNA),它带有一个新的、额外的碱基对。

这些都是朝着完全人工合成具有增强化学功能的核酸迈出的第一步。这项名为“拓展Xeno核酸空间的视野:增加信息存储的三链核酸”的研究发表在《美国化学学会杂志》上。

人工核酸在结构上与其原核酸不同。这些变化影响了它们的稳定性和功能。“我们的三氟脲基核酸比天然存在的核酸DNA和RNA更稳定,这为未来的治疗用途带来了许多优势,”Stephanie kaths - schorr教授说。

在这项研究中,构成DNA骨架的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。通过交换糖,TNA不能被细胞自身的降解酶识别。这一直是基于核酸的治疗方法的一个问题,因为人工合成的RNA被引入细胞后会迅速降解并失去其作用。

将tna引入未被检测到的细胞中,现在可以将效果维持更长时间。“此外,内置的非自然碱基对可以选择其他结合方法来靶向细胞中的分子,”该研究的主要作者汉娜·德普梅尔补充说。Kath-Schorr确信,这种功能可以用于开发新的适体,短DNA或RNA序列,可用于靶向控制细胞机制。

tna还可用于将药物靶向输送到体内的特定器官(靶向给药)以及用于诊断;它们也可用于识别病毒蛋白或生物标志物。