袁荃课题组：人工碱基核酸适体介导的蛋白质活性调控和细胞功能调节

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化学生物传感与计量学国家重点实验室、生物学院和化学化工学院共同建设的“分子科学与生物医学实验室（MBL实验室）”在基于“功能核酸”的适体筛选领域取得重要进展，该研究由谭蔚泓院士和袁荃教授团队共同完成。研究人员在核酸适体筛选的过程中引入了具有不同官能团的人工核苷酸，开发了人工扩展的适体筛选体系（artificial nucleotides expanded cell-SELEX，ANE cell-SELEX），通过该体系筛选得到了针对高转移三阴性乳腺癌细胞的核酸适体，并实现了基于该适体的蛋白质活性调控和细胞黏附迁移能力调节。相关研究成果以“Regulation of protein activity and cellular functions mediated by molecularly evolved nucleic acids”为题发表于国际权威化学期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 58, 1621-1625, 2019）。

蛋白质是生命活动的主要执行者，几乎所有生命进程都涉及精确调节蛋白质活性以完成特定的任务。蛋白活性抑制剂是一类能特异性结合蛋白口袋的化合物，它可以通过封闭蛋白与受体的作用位点，抑制蛋白质与受体之间的相互作用，从而抑制蛋白活性。核酸适体具有高度可编程性和良好的生物相容性，可以通过形成三维结构与靶标蛋白特异性结合，并有望进一步封闭靶标蛋白的活性位点从而抑制靶标蛋白的活性。然而现有的核酸适体中仅有少数几例具有蛋白活性调控功能。

在核酸中加入具有特定活性位点的官能团，有望为适体的靶向结合提供额外的亲和力和更加丰富的构象，进而提高获得具有蛋白活性调控功能核酸适体的可能性。基于此，研究团队设计将三种不同的人工核苷酸体系分别引入核酸适体筛选过程中，用于引入金属螯合作用、疏水作用、静电吸引作用。研究发现含有Z：P人工碱基对的文库中可以筛选得到具有蛋白活性抑制作用的核酸适体ZAP-1，该核酸适体的目标结合分子被鉴定为整合素α3。该人工碱基核酸适体被证实可以有效地抑制整合素α3参与的肿瘤细胞粘附和迁移。这种可抑制蛋白质活性的核酸适体，为功能核酸设计提供了新的思路，并有望将其应用于化学生物学研究等领域。

论文第一作者是MBL博士后谈洁博士，在浙江大学获得化学博士学位后加入MBL，在谭蔚泓院士和袁荃教授指导下主要从事人工碱基方面的研究工作。个性内敛的她在短短两年内，在谭蔚泓院士和袁荃教授的大力指导和无私帮助下，快速融入MBL这个集体，完成了从博士研究生到博士后角色的转变，抓住了自身学术产出的黄金期，她的研究成果陆续被国际顶尖杂志接收，包括1篇Angew. Chem. Int. Ed.和1篇Chem，成为了名副其实的“MBL杰出博士后”。目前，MBL通过配备优秀导师聚焦专业方向，提供优厚的福利待遇等各种手段，为全职博士后提供了宽松灵活的学术成长平台，博士后团体已成为MBL最活跃，最具创新能力的高层次年轻人才队伍，MBL正在成为培养杰出科学家的一方沃土。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809010

谭蔚泓，中国科学院院士、发展中国家科学院院士，湖南大学化学化工学院、生物学院教授，兼任美国佛罗里达大学杰出教授和冠名主任教授，国家重大科学研究计划首席科学家、国家自然科学基金委创新群体学术带头人。现任湖南大学副校长，化学生物传感与计量学国家重点实验室（湖南大学）主任，兼任长沙医学院分子医学检验院士工作站主任等。长期从事生物分析化学和化学生物学的研究和教学工作，在国际生物分析化学领域有着重要的影响。在核酸适体、分子识别、纳米生物传感等领域做了大量系统的原创性工作，在Science、PNAS和Nature系列等国际知名学术刊物上发表学术论文500余篇，H-index 102，SCI他引36,500多次。提出核酸适体细胞筛选新方法，多种高灵敏、高时空分辨纳米生物传感方法，对生物分析化学的发展做出了重要贡献。

袁荃教授，博士生导师，2004年本科毕业于武汉大学，2009年在北京大学获得无机化学博士学位。2009-2011年在美国佛罗里达大学从事博士后研究工作。2011年12月进入武汉大学化学学院工作，2017年9月加入湖南大学化学化工学院。主要从事功能纳米材料的设计与制备及其在生物医学领域的应用研究。相关研究以第一/通讯作者在Proc. Natl. Acad. Sci., J. Am. Chem. Soc., Angew Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ANS Nano, Adv. Funct. Mater.等杂志上发表论文70余篇。2013年获教育部新世纪优秀人才计划支持，2014年国家优秀青年科学基金获得者，2015年获第二批中组部万人计划青年拔尖人才计划支持，获中国化学会青年化学奖，入选教育部长江学者青年学者，2016年获中华全国归国华侨联合会第六届中国侨界贡献（创新人才）奖，2017年成为科技部重点研发计划纳米专项青年项目首席科学家，2018年获“Nano Research Young Innovators Adwards”。