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DNA“变身”合成化学物质平台 经修饰可制造全新材料

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原标题:DNA“变身”合成化学物质平台经修饰可制造凝胶等全新材料据物理学家组织网日前报道,美国斯克利普斯研究所化学家通过对DNA的核苷酸进行化学修饰,将DNA变成合成新型化学物质的平台。发表在德国《应用化学》杂志上的这项研究证明,DNA不仅能储存遗传信息,还能用来研制药用物质或纳米材料。DNA具有可修饰性,并在修饰后具有与正常DNA完全一样的复制功能,这些独特性能使其成为合成化学物质的重要原材料。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过去10年来一直潜心于开发修饰DNA的前沿技术,希望最终能用于研发药物、生物探头甚至人造生命形式。

去年,他的实验室曾在《自然·化学》杂志发表一项重要研究成果:研发出一种人工DNA聚合酶(SFM4-3),能像天然DNA聚合酶帮助DNA复制一样,让用氟或甲氧基修饰过的DNA进行复制。这次研究中,罗姆斯伯格实验室利用点击化学(Clickchemistry)技术向DNA的核苷酸中引入叠氮基,并证明SFM4-3人工聚合酶能让叠氮修饰过的核苷酸复制,这些修饰DNA链还能用聚合酶链式反应(PCR)技术进行指数级扩增。叠氮能与许多其他分子形成化学键,因此向叠氮修饰过的DNA引入荧光分子或生物素分子,可生产出各种功能性DNA。

比如,他们以叠氮修饰DNA为中心,将多种DNA链与之紧密结合,制成一种“洗瓶刷”结构,然后用PCR扩增获得了一张DNA网,DNA网遇水后形成一种具有广泛用途的全新凝胶。

测试证明,密封在凝胶内的蛋白质能保持它们的生化活性,因此DNA凝胶可用来递送药物或培育三维细胞。

罗姆斯伯格表示,他们还成功利用SFM4-3对分别由氯、氨基和氢氧基修饰的DNA进行了复制和扩增,效果都很理想。

他们下一步将用其他修饰DNA检验这种人工聚合酶的复制效果,并用这些修饰的DNA合成凝胶等具有特定用途的新材料。

(记者聂翠蓉)。

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