研究人员提出了用于miRNA测定的新型生物传感器

MicroRNAs (miRNAs) are valuable biomarkers for the diagnosis and prognosis of diseases. The 2024 Nobel Prize in Physiology or Medicine has been awarded to American scientists Victor Ambros and Gary Ruvkun for their discovery of miRNAs which play important

微小RNA(miRNAs)是诊断和预后疾病的有价值的生物标志物。2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家Victor Ambros和Gary Ruvkun,以表彰他们发现在转录后基因调控中起重要作用的miRNA

许多miRNA与肿瘤的发病机制密切相关,包括细胞增殖、侵袭。建立可靠的miRNA诊断模型有助于早期发现各种高危癌前病变

中国科学院苏州生物医学工程技术研究所(SIBET)的研究人员最近提出了一种基于DNA纳米结构分解辅助菌株促进的炔-叠氮环加成(SPAAC)连接的新策略,用于高灵敏度检测miRNA(见图1)

由苗鹏教授领导的研究人员设计了一种三维DNA三角锥锥体(TPF)作为靶识别的支架,该支架不仅保留了一个带有三个巯基顶点的DNA三角底部,用于在金表面牢固固定,还为随后的DNA结构转变提供了三个单链侧边

题为“DNA纳米结构分解辅助SPAAC连接用于电化学生物传感”的研究结果发表在《纳米快报》上

在靶miRNA存在的情况下,利用双链特异性核酸酶(DSN)消化DNA TPF顶部的单链DNA,这可以导致DNA三角形的恢复,然后有利于随后的SPAAC连接以定位多条信号链

SPAAC是叠氮化物与环辛炔之间不含任何金属和酶的点击反应,具有高选择性和生物正交性。它适用于DNA纳米结构离散位点的连接

图2。电极修饰的电化学表征和发夹结构的信号增强效应。来源:SIBET图3。(A) 检测一系列浓度miRNA的方波伏安图。(B) miRNA浓度的对数与峰值电流强度之间的线性关系。(C) 记录峰值电流,用于分析标准缓冲液和血清样本中不同浓度的miRNA。(D) 用于分析miR-141和错配序列的峰电流比较。(E) 用于分析miR-141和错配序列混合物的峰电流比较。(F) 健康个体和患者样本中检测到的miR141浓度的方框图。来源:SIBET

由于DNA TPF侧边缘的设计,可以形成多个含二茂铁的发夹,从而缩短电化学物种和电极之间的距离(见图2)

通过记录和分析反应,研究人员建立了一种高灵敏度的电化学生物传感器,具有高灵敏度和可重复性。临床应用显示了良好的稳定性(见图3)

这种传感策略依赖于DNA纳米结构和点击化学的整合,这可能会激发DNA纳米技术发展和临床化学应用的进一步设计