研究人员开发用于癌症预后的新型电化学生物传感器

金泽大学纳米生命科学研究所（WPI NanoLSI）的研究人员在《生物传感器和生物电子学：X——一种检测与多种疾病相关的特定生物分子的新方法》上发表了报告。结果显示出良好的敏感性和选择性，并可能导致开发一种低成本、快速的检测设备，用于癌症预后

人类疾病往往是DNA转录出错的结果。转录是指将DNA分子的一部分——“遗传密码”——复制到RNA分子中，而RNA分子又是将编码信息转化为蛋白质所必需的。后者在人体内发生的各种生化过程中起着至关重要的作用

一种转录修饰机制是腺苷对肌苷的编辑，其中腺苷（四个RNA构建块之一）被化学修饰，导致RNA分子发生改变。这种类型的修饰是由被称为ADARs（作用于RNA的腺苷脱氨酶）的催化剂蛋白促进的

已经在人类中鉴定出三种这样的ADAR。其中一种ADAR1已被发现在包括神经系统疾病和癌症在内的多种慢性疾病中更丰富。因此，ADAR1被认为是一种生物标志物——一种“标志分子”——用于评估患者的病情和生存机会

金泽大学的Madhu Biyani及其同事现在开发了一种用于检测ADAR1的新型电化学生物传感器，为测量细胞中ADAR1浓度提供了一种低成本、快速的工具。该探测器有望用于监测癌症的进展

Biyani及其同事提出的程序在两个方面都是新的。首先，它使用新鉴定的适体作为可以识别和捕获ADAR1的分子。适体是由（合成的）DNA、RNA或其他生物分子的序列组成的分子，其与特定的靶分子结合，在这种情况下为ADAR1。第二个新颖之处在于使用了可现场部署的电化学传感器DEPSOR（BioSeeds Corp.），该传感器除了快速且不昂贵之外，还具有只需要小样本的优点

为了找到最佳适体，即最容易与ADAR1化学结合的适体，研究人员筛选了一大组DNA序列，并将其缩小到15个候选适体。然后，在电化学传感平台上对这些候选者中的每一个进行测试：ADAR1的量是通过产生电流的化学反应“传感”的。后者可以很容易地被检测到。样本中的ADAR1越多，测得的电流就越高

然后进一步检查产生最高电化学电流的候选适体Apt34843。它对“假”蛋白的电化学反应非常低，证实它在灵敏度和选择性方面都是最佳的适体

然后，科学家们在稀释的细胞样本上测试了一个基于Apt38483的原型设备。他们发现，即使在625倍稀释的样本中，ADAR1仍然可以被检测到，这突出了该设备的高灵敏度

Biyani及其同事开发的用于检测细胞样本中ADAR1的电化学生物传感器是监测临床样本中癌症进展的一个有前景的平台。科学家们表示，“未来，评估用于识别癌症细胞系样本中低至高水平ADAR1表达的系统以用于临床预后将是有希望的。”

电化学生物传感器是将生物信息（如特定分子（称为分析物）的存在）转换为可测量信号的设备。从本质上讲，生物传感器由生物接收器、接口和换能器元件组成。生物受体在界面处与分析物结合，从而产生信号，该信号被换能器拾取并转换为电信号

金泽大学的Madhu Biyani及其同事现在开发了一种电化学生物传感器，用于检测ADAR1，这是一种与癌症进展相关的RNA编辑酶。他们确定一种特定的生物分子是最佳的生物受体，对ADAR1表现出良好的敏感性和选择性。所开发的设备有望用于监测癌症进展