科学家打造生命人造构件,迈进全人工核酸新时代!

2024-03-12 生活常识 关注公众号
    
实现增强版全人工核酸的第一步:科学家开发出生命的“人造构件”    核苷酸作为构成DNA的基本单元,在生命科学领域中占据核心地位。近日,德国科隆大学化学系科研团队在《美国化学会杂志》上发表了一项突破性研究成果,揭示了他们成功实现在实验室环境下对核苷酸结构进行大规模改造的可能性。这一革新之举标志着人类向设计并制造具有增强化学功能的全新人造核酸迈出了坚实的一步——苏糖核酸(TNA)的诞生。
    DNA,承载着所有生物遗传信息的神秘密码,由四种独特的核苷酸构建块精巧组装而成,这四种核苷酸分别包含了糖分子、磷酸基团以及腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶四种核碱基。数百万计的核苷酸以螺旋楼梯般的双螺旋结构排列,构成了DNA,并共同参与核酸(DNA和RNA)的建构。
    而苏糖核酸(TNA)作为一种人工核酸变体,其结构特性显著区别于天然存在的DNA和RNA。研究人员通过替换5碳糖脱氧核糖为4碳糖,并将核碱基数目从传统的4个扩展至6个,赋予了TNA超越常规核酸的稳定性优势,从而极大地提升了其在治疗领域的潜在价值。这种改良使得TNA能够有效规避细胞内部降解酶的作用,解决了长期以来核酸疗法中的关键难题——即引入细胞的合成RNA会迅速降解失效。
    研究者进一步证实,将TNA精准导入目标细胞内,能够更持久地维持其治疗效果。TNA中新增的非天然碱基对为识别和结合细胞内特定靶分子提供了多样化的选择,尤其有利于开发新型适体、短DNA或RNA序列,用于精确调控细胞机制。
    不仅如此,TNA还展现出了将其携带的药物高效定向输送至体内特定器官的能力,以及在疾病诊断和病毒蛋白、生物标志物识别上的广阔应用前景。
    综上所述,科学家们对TNA化学空间的深度探索与创新构建,已经催生出拥有扩展基因能力的TNA变体,这一重大突破无疑为未来的核酸治疗开辟了全新的道路。正如科技日报总所点评,尽管人们对DNA和RNA的认知已相当深入,但TNA作为DNA和RNA的“化学亲戚”,以其独特的苏糖构造展现了更为简洁稳定的特性,它的出现无疑预示着一个充满无限可能的新时代正在揭开序幕。

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