2025年2月18日,课题组第四篇研究工作,“Functional Aptamers In Vitro Evolution for Protein−Protein Interaction Blockage”的研究论文在学术期刊Analytical Chemistry杂志在线发表。
2024年8月21日,张力勤课题组曾在J. Am. Chem. Soc.上发表论文(10.1021/jacs.4c08824),报道了一种新的功能核酸适体体外筛选平台(FAIVE)。该平台将亲和适体获取与功能筛选相结合,并在此过程中引入化学多样性修饰。并以HIV-1病毒细胞核内的Tat蛋白和TAR RNA的RNA-蛋白相互作用为模型,利用FAIVE平台开发了具有显著细胞内阻断相互作用的功能性核酸适体。
这篇在Analytical Chemistry杂志上线的最新发表工作是以上工作的姐妹篇,在功能核酸适体进化方面进一步探索阻断蛋白-蛋白相互作用的可能性。本文进一步完善了FAIVE筛选方法,研究团队建立了乳液PCR生成微珠文库的数学模型。该模型考虑了乳液中液滴直径分布对模板分布的影响,能够更准确地预测微珠库的单克隆率,为高质量微珠库的制备提供了理论指导。
通过将适体的功能性与荧光信号强度相关联,实现了对具有特定功能的适体的高效筛选。研究团队以SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域(RBD)与人血管紧张素转换酶2(hACE2)之间的相互作用阻断为例,验证了FAIVE方法的有效性。SARS-CoV-2感染的初始步骤是刺突蛋白与hACE2的结合,阻断这一相互作用对于疫情防控至关重要。
FAIVE方法的出现为功能性适体的筛选提供了一种全新的思路,有望推动适体在药物研发和分子工具开发中的应用。该方法不仅能够高效筛选出具有特定功能的适体,还具有高度的适应性,可以针对不同的研究需求进行定制化调整。未来的研究将重点放在对筛选得到的适体在细胞和动物水平上的功能验证,以进一步评估其应用潜力。此外,FAIVE方法还可以扩展到其他功能性适体的筛选,如激动剂、拮抗剂、靶向修饰内源性靶点的适体以及用于邻近标记的工具等。随着该方法的不断完善和推广,其在生物医学领域的应用前景将十分广阔。
本论文共同第一作者是18级六年制学生魏同萱、刘钦国和博士后李俊。北京大学药学院宋颂教授也做出了重要贡献。课题获得了国家自然科学基金面上项目和重点研发计划的基金支持。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04609