细菌的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选的能够以高亲和力和高特异性识别靶标分子或细胞的核糖核酸(RNA)和单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。作为化学抗体,核酸适配体的制备和合成比抗体的成本更低。核酸适配体的靶标范围极其广泛,包括小分子、生物大分子、细菌和细胞等。针对细菌靶标筛选的适配体,目前主要应用于食品、医药和环境中的细菌检测。细菌的核酸适配体筛选可以通过离心法将菌体-适配体复合物与游离的适配体分离,并通过荧光成像、荧光光谱分析、流式细胞仪分选、DNA捕获元件、酶联适配体分析等方法表征适配体与靶标的相互作用。筛选出的适配体可结合生物、化学检测方法用于细菌检测。本文介绍了细菌适配体的筛选和表征方法以及基于适配体的检测方法的最新进展,分析了不同检测方法的利弊,并列出了2011~2015年筛选的细菌的核酸适配体。     

小分子靶标的核酸适配体筛选研究进展

核酸适配体(Aptamer)作为新型识别分子,在小分子传感分析和检测中有很大的应用潜力。小分子的Aptamer筛选是其应用的前提。本文综述了2015～2019年,有关毒素、抗生素、激素等近80种小分子的Aptamer的筛选研究进展,归纳总结了近百条Aptamer序列和平衡解离常数K_D及其测定方法,简要介绍了基于氧化石墨烯、人类基因组、石英晶体微天平以及计算机辅助筛选等改进型指数富集配体系统进化技术。     

蛋白质的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体是通过指数富集系统配体进化(SELEX)筛选获得的,与靶标具有高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是生命进程中的关键功能分子。近年来,以蛋白质为靶标的适配体筛选在蛋白质相关的基础及应用研究领域受到广泛关注。核酸适配体应用性能的优劣取决于其亲和力、特异性与稳定性。目前,适配体筛选方法的优化主要是提高筛选效率、提升适配体性能及降低筛选成本。适配体主要筛选步骤包括复合物分离、核酸库优化、次级库的富集、适配体序列分析以及亲和力表征等。迄今为止,以蛋白质-核酸复合物的分离为核心步骤的适配体筛选方法有20余种。本文归纳总结了2005年以来以蛋白质为靶标的适配体筛选技术,讨论了各方法的缺陷与局限。介绍了核酸库的设计优化方法、适配体的序列特征,以及常用的亲和力表征方法。     

蛋白质的核酸适配体筛选及应用的研究进展

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)筛选方法获得的,能够与靶标分子高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是一种非常重要的生物功能大分子,迄今为止,已经开发了许多SELEX技术,用于蛋白质的适配体的筛选。目前,适配体的筛选优化方法主要集中在提高筛选效率、降低筛选成本,以及提升适配体性能等方面,从而获得可与靶标分子以高亲和力和高特异性结合的适配体。适配体与靶标分子亲和力的表征是关键的筛选步骤,用于判定所筛选的适配体是否可以满足后续应用需求。本文归纳总结了2016年以来蛋白质靶标的适配体筛选的研究进展,对核酸适配体筛选过程中有关核酸库的优化方法和筛选方法的改进、新筛选方法的开发、核酸适配体的应用等方面的研究进行了评述。     

适配体筛选方法研究进展

利用指数富集配体进化技术(SELEX)可获得与目标靶具有特异性结合能力的适配体(寡核苷酸).经过近20年的研究,适配体被证实可在科研及临床应用中部分取代抗体,是有很大发展前景的技术领域.适配体技术发展的     

核酸适配体在癌症诊断中的研究进展

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)从体外合成的寡核苷酸文库中筛选得到的短的寡核苷酸分子(ssDNA或RNA).核酸适配体能够通过折叠成特定的空间结构与靶标分子进行特异性结合,与抗体相比,适配体具有高亲和力、易修饰、低成本、易于合成和低免疫原性等优势,可以针对细胞、蛋白质、组织、生长因子进行癌症生物标...     

基于微流控芯片的核酸适配体筛选技术研究进展

适配体(Aptamer)是通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的,可与靶标分子以高亲和力特异性结合的单链DNA或RNA,在生物分离分析、临床诊断和疾病靶向治疗等领域应用广泛。适配体的发展与筛选技术的进步密切相关,以SELEX为基础,研究者开发了磁珠SELEX和毛细管电泳SELEX等多种适配体体外筛选技术,但这些方法存在筛选轮次多、筛选周期长和样品消耗量大、对小分子筛选效率低等缺点。微流控芯片具有体积小、高通量和易集成等特点,基于微流控芯片的SELEX技术在一定程度上可解决上述问题,实现适配体快速、高通量的体外筛选。本文在总结SELEX及其关键技术要点的基础上,重点评述了基于微流控和微阵列芯片SELEX技术的研究进展,并对SELEX技术中未来的发展方向进行了总结和展望。     

小分子靶标的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术筛选得到的核糖核酸(RNA)或单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。核酸适配体通过高亲和力特异性地识别小分子、蛋白质、细胞、微生物等多种靶标,在生物、医药、食品和环境检测等领域的应用日渐增多。但目前实际可用的核酸适配体有限,其筛选过程复杂,筛选难度大,制约了其应用。与生物大分子、细胞和微生物等靶标不同,小分子靶标与核酸分子的结合位点少、亲和力弱,且靶标通常需要固定在载体上。此外,小分子靶标结合核酸形成的复合物与核酸自身的大小、质量、电荷性质等方面差异较小,二者的分离难度大。故小分子靶标的核酸适配体筛选过程与大分子和细胞等复合靶标相比有明显差异,筛选难度更大。因此需要根据其自身结构特点和核酸适配体的应用目的选定靶标或核酸库的固定方法,优化靶标核酸复合物的分离方法。本文介绍了不同类型小分子(具有基团差异的单分子、含相同基团分子和手性分子等)靶标的选择及其核酸适配体的筛选方法,并对核酸库的设计、与靶标结合的核酸的分离方法和亲和作用表征方法进行了介绍,列出了自2008年以来报道的40余种小分子靶标的核酸适配体序列和复合物的平衡解离常数(K_d)。     

毛细管电泳在核酸适配体研究及核酸适配体筛选中的应用

核酸适配体是指通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术从随机寡核苷酸文库中筛选得到的高亲和性与特异性的寡核苷酸序列配体。毛细管电泳是高效、快速、低成本的微量分离分析技术。应用毛细管电泳高效、快速筛选核酸适配体是近几年出现的新方法。本文介绍了核酸适配体筛选过程中的主要分离方法如亲和色谱、醋酸纤维素膜、凝胶电泳和磁性分离等方法,并对近年来毛细管电泳在核酸适配体中的亲和作用研究以及用于核酸适配体筛选(CE-SELEX)的主要方法(ECEEM,NECEEM,Non-SELEX和三者比较)和研究进展进行了综述。     

复合靶指数富集的配基系统进化技术研究进展

核酸适配体是一类具有高度特异性和亲和力的单链寡核苷酸,被誉为"人工单抗",具有广阔的应用前景。它一般是通过指数富集的配基系统进化（SELEX）技术筛选获得。目前SELEX技术多局限于单一、纯化的可溶性蛋白质靶标。然而,蛋白质的纯化过程繁琐,耗时费力,而且很多靶标（如血清中的低丰度蛋白质或细胞的膜蛋白）很难纯化获得单一纯品。复合靶SELEX技术则可以避免靶标的纯化过程,能够保持靶标的天然构象,并且可以在未明确靶标的组成及结构特性的前提下,通过高通量的盲筛获得一系列特异性核酸适配体。该文主要介绍以未纯化的各种生物样本为复合靶的SELEX技术,以期为核酸适配体的筛选提供新思路。     

Capillary electrophoresis as a tool for screening aptamer with high affinity and high specificity to ricin

Aptamers which specifically recognize targets are selected from random oligonucleotide library using systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX). In this paper, capillary electrophoresis (CE) as a separation approach has been introduced to SELEX procedure. The high efficiency of CE gives rise to greatly shorten the selection procedure. The results from enzyme-linked assay and dot blot experiment show that an enrichment pool has been obtained after four rounds selection, which can specifically recognize ricin. __________ Translated from Chemical Journal of Chinese Universities, 2006, 27(10): 1,840–1,843 [译自: 高等学校化学学报]     

Aptamer Selection Based on Microscale Electrophoretic Filtration Using a Hydrogel-Plugged Capillary Device

This study reports a novel aptamer selection method based on microscale electrophoretic filtration. Aptamers are versatile materials that recognize specific targets and are attractive for their applications in biosensors, diagnosis, and therapy. However, their practical applications remain scarce due to issues with conventional selection methods, such as complicated operations, low-efficiency separation, and expensive apparatus. To overcome these drawbacks, a selection method based on microscale electrophoretic filtration using a capillary partially filled with hydrogel was developed. The electrophoretic filtration of model target proteins (immunoglobulin E (IgE)) using hydrogel, the electrokinetic injection of DNAs to interact with the trapped proteins, the elimination of DNAs with weak interactions, and the selective acquisition of aptamer candidates with strong interactions were successfully demonstrated, revealing the validity of the proposed concept. Two aptamer candidates for IgE were obtained after three selection cycles, and their affinity for the target was confirmed to be less than 1 nM based on their dissociation constant (K_D) values. Therefore, the proposed method allows for the selection of aptamers with simple operations, highly effective separation based on electrophoresis and filtration, and a relatively cheap apparatus with disposable devices.     

采用毛细管电泳技术筛选特异识别蓖麻毒素适配子的研究

采用指数富集配基的系统进化(SELEX)技术从随机寡核苷酸文库中筛选获得特异识别蓖麻毒素靶分子的适配子. 将毛细管电泳技术作为分离手段引入到SELEX筛选中, 利用毛细管电泳高效的分离能力使得筛选周期大大缩短. 酶联免疫和斑点杂交实验结果表明, 仅经4轮筛选即可获得特异识别蓖麻毒素蛋白的寡核苷酸适配子.     

Progress in DNA Aptamers as Recognition Components for Protein Functional Regulation

Proteins play a central role in all domains of life, and precise regulation of their activity is essential for understanding the related biological processes and therapeutic functions. Nucleic acid aptamers, the molecular recognition components derived from systematic evolution of ligands by exponential enrichment(SELEX), can specifically identify proteins with antibody-like recognition characteristics and help to regulate their activity. This minireview covers the SELEX-based selection of protein-binding aptamers, membrane protein analytical techniques based on aptamer-mediated target recognition, aptamer-mediated functional regulation of proteins, including membrane receptors and non-membrane proteins(thrombin as a model), as well as the potential challenges and prospects regarding aptamer-mediated protein manipulation, aiming to supply some useful information for researchers in this field.     

化学修饰提高核酸适体结合亲和力的研究进展

核酸适体(Aptamer)是通过体外筛选得到的短单链DNA或RNA寡核苷酸, 具有与抗体相当或更优异的特异性及亲和力, 且具有靶标范围广、 易制备和灵活可控修饰、 免疫原性低、 批次差异性小以及易于运输保存等优势, 为食品、 环境和生物医学等领域提供了全新的分子识别工具, 获得了研究者的广泛关注. 但是目前其商业应用的数量仍有限. 为了增强核酸适体的应用性能, 研究者对核酸适体进行了大量的改性研究. 本文系统总结了核酸适体筛选前、 后采用非共价或共价方式对其进行化学修饰, 以增加核酸适体与靶标的结合亲和力的相关研究进展, 并对未来发展前景进行了展望.     

A label-free electrochemical biosensor based on a DNA aptamer against codeine

In order to develop a sensor for opium alkaloid codeine detection, DNA aptamers against codeine were generated by SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment) technique. An aptamer HL7-14, which is a 37-mer sequence with K_d values of 0.91 μM, was optimized by the truncation-mutation assay. The specificity investigation shows that HL7-14 exhibits high specificity to codeine over morphine, and almost cannot bind to other small molecule. With this new selected aptamer, a novel electrochemical label-free codeine aptamer biosensor based on Au-mesoporous silica nanoparticles (Au-MSN) as immobilized substrate has been proposed using [Fe(CN)₆]^3−/4− as electroactive redox probe. The linear range covered from 10 pM to 100 nM with correlation coefficient of 0.9979 and the detection limit was 3 pM. Our study demonstrates that the biosensor has good specificity, stability and well regeneration. It can be used to detect codeine.