新型水凝胶在几天内发现了新的适体或“化学抗体”

一个双螺旋体脱氧核糖核酸可以延伸六英尺，但它能很好地将一个完整的核苷酸序列封闭在细胞的细胞核中如果同一个DNA被分解成两股并分裂成许多短片段，它将被称为功能折叠的三维分子结构，能够结合并可能操纵特定形状的分子——如果你认为合适的话

脱氧核糖核酸或核糖核酸的这些单链片段被称为衔接子，也称为“化学抗体”。根据宾夕法尼亚州的研究人员的说法，它们正在生物医学中出现，成为一种有效的治疗或不可知剂，特别是在替代生物抗体方面然而，要找到靶分子的完美适体——例如，抑制癌细胞的53蛋白——就需要增加大约一半的可能性，而这些可能性是银河系中恒星数量的基础这个过程可能会持续数月，结果往往是正常的

宾夕法尼亚州研究人员开发的一种新方法使用水凝胶——一种聚合物网络，当它达到最大量的水时，它会保持一定的位置并膨胀——以保持“高亲和力”，或完全拟合，适配体，同时在最长60小时内产生抗药性和抗体该团队昨天（10月5日）在Nature Biotechnology上报告了他们的“水凝胶吸附剂选择”（HAS）方法和发现

根据宾夕法尼亚州生物医学工程师王勇教授的相应研究，HAS方法可以降低研究人员在许多生物医学应用中的载体，如再生医学、药物递送、细胞工程、生物成像等，以探索抑制剂的潜力，这些抑制剂比抗体更容易修饰、更容易储存、更容易获得组织

王说：“找到合适的答案的过程令人沮丧，但这并不是因为搜索者也有经验——比如找到了一个答案。”“许多研究人员都对在他们的项目中使用适体感兴趣，但由于很难建立，他们无法找到自己的想法来解释新的应用。适体可以用作治疗药物，它们可以与药物或纳米颗粒结合，以指导递送和提高效率，它们可以用于检测血液样本是否含有病毒或癌症生物标志物。基本上在任何重新设计抗体的地方都可以使用这种抗体“.

团队的水凝胶——由聚乙二醇（PEG）制成--包括固定化的目标分子肝素凝血酶，它有助于在血流中进行快速造影当将适配体库注射到水凝胶中时，高亲和力的候选物与未移动的目标结合，而不太合适的适配体则通过其孔隙自由使用，类似于用肉眼观察的装饰物，在没有任何东西可以接触到分支的情况下，用肉眼观察

这种扩散方法不同于传统方法，在传统方法中，目标分子和受体库混合在溶液中，然后通过膜过滤根据王的说法，过滤步骤在任何时候都会重复进行，并且有合适的候选人

王说：“不幸的是，分子结合是一种物理相互作用，在渗透步骤中，特定的候选者可能会从目标分子上脱落，穿过膜并丢失。”“在我们的方法中，如果从一个更广泛的边界靶分子中分离出一部分，那么一种更广泛的配体将重新结合到一个更灵活的分子上。因此，配体在扩散过程中不会轻易丢失。”

研究人员发现，在与丙烯酸混合的预凝胶溶液中，冷冻了大量的水凝胶，丙烯酸随后会与聚合物中的羧基基团发生化学反应，形成嵌入的血栓蛋白，并将其固定，以不渗透水凝胶在“冷冻凝胶化”过程中，也会出现冰晶，通过PEG聚合物网络分散，最终熔化并在室温下形成水凝胶孔王说，PEGi是“无污染的”，这意味着材料限制了不受欢迎的条件，即与水凝胶结合，而不是与膜的相互作用

HAS方法还消除了聚合酶链式反应（PCR）扩增的需要，而传统的方法是在原膜中的剩余受体的基础上合成产生一个完整的受体库

王说：“扩增是以聚合酶链式反应为基础的，它能够扩增某些候选物，而不是平等地产生所有候选物。”“研究人员发现，这种偏见在每次重复时都会被记住，而且在投入大量的时间、精力和金钱后，他们无法找到他们想要的东西。”

在基线测试中，研究人员开发了一种PEG水凝胶，其中没有嵌入的血栓形成物，并引入了受体库，发现在60小时后，该水凝胶中几乎没有剩余的血栓形成这表明，来自非特异性结合（适体与水凝胶的结合）的“背景噪音”已经消散，并且在测试过程中可能会切断研究人员的时间

用下一代测序技术收集并分析了固定化血红蛋白水凝胶中的抗原和数据研究人员对50个合适的候选药物进行了筛选，进一步对需求进行了分类，测试了治疗效率从池中鉴定出的“抗凝血酶适体”与用传统方法选择的10个循环以上鉴定出的抗体具有相似的亲和力

王说：“在没有重复步骤的情况下，每一步都可以进行适当的选择，所有与重复操作有关的问题都是无效的“我们希望HAS将有助于研究探索需要分子结合和认知的各个领域。”

本研究的合作者包括第一作者NaveenSingh，他曾是宾夕法尼亚州生物医学工程部的博士后研究员，现就职于印度德里技术研究所；第一作者王、温、布兰登达维斯、王雪琳、李，均为美国生物医学工程博士研究生

国家卫生研究所资助了这项工作