《应用化学》DNA“变身”合成化学物质平台

2025年06月06日 阅读量:154

元素百科向您介绍DNA“转型”合成化学物质平台。据物理学家组织网络最近报道,斯克利普斯研究所的化学家通过化学修改DNA的核苷酸,将DNA转化为合成新化学物质的平台。德国应用化学杂志上发表的研究证明,DNA不仅可以存储遗传信息,还可以用来开发药用物质或纳米材料。

DNA具有与正常DNA完全相同的可修饰性和复制功能,使其成为合成化学物质的重要原料。在过去的10年里,斯克利普斯研究所化学教授弗洛伊德·罗姆斯伯格的实验室一直致力于开发和修改DNA的前沿技术,希望最终用于药物、生物探头甚至人工生命形式的研发。去年,他的实验室在《自然化学》杂志上发表了一项重要的研究成果:开发了一种人工DNA聚合酶(SFM4-3),可以像天然DNA聚合酶一样复制用氟或甲氧基修饰的DNA。

在这项研究中,罗姆斯伯格实验室使用点击化学(Click chemistry)该技术将叠氮基引入DNA核苷酸,证明SFM4-3人工聚合酶可以复制叠氮修饰的核苷酸。这些修饰DNA链也可以用聚合酶链反应(PCR)指数级扩增技术。叠氮可以与许多其他分子形成化学键,因此将荧光分子或生物素分子引入叠氮修饰的DNA,可以生产出各种功能性DNA。

例如,他们以叠氮修饰DNA为中心,将各种DNA链紧密结合,形成“洗瓶刷”结构,然后通过PCR扩展获得DNA网络。DNA网络在遇水后形成了一种应用广泛的新型凝胶。试验证明,密封在凝胶中的蛋白质可以保持其生化活性,因此DNA凝胶可以用来输送药物或培养三维细胞。

罗姆斯伯格说,他们还成功地使用SFM4-3复制和扩展了氯、氨基和氢氧基装饰的DNA,效果非常理想。下一步,他们将使用其他装饰DNA来测试这种人工聚合酶的复制效果,并使用这些装饰DNA合成凝胶和其他具有特定用途的新材料。

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