Chemical Science報(bào)道Aerolysin納米孔道測(cè)量核酸長(zhǎng)度突破100個(gè)堿基
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
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近日，本課題組在氣單胞菌溶素（Aerolysin）納米孔道檢測(cè)單個(gè)長(zhǎng)鏈核酸方面取得突破性進(jìn)展，以“A lithium-ion-active aerolysin nanopore for effectively trapping long single-stranded DNA”為題發(fā)表在了《Chemical Science》雜志上，論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1039/C8SC03927E。
Aerolysin蛋白納米通道自2016年被報(bào)道在單個(gè)核酸分子上的高靈敏單堿基檢測(cè)能力后，已被多個(gè)課題組推廣應(yīng)用于多肽、蛋白質(zhì)、核酸等生物分子的研究。然而其對(duì)長(zhǎng)鏈核酸（>10 nt）極低的捕獲效率限制了其在實(shí)際應(yīng)用推廣。課題組打破傳統(tǒng)納米孔道檢測(cè)思路，無(wú)需工具酶輔助，在前期對(duì)Aerolysin孔道檢測(cè)靈敏區(qū)域研究的基礎(chǔ)上（Anal. Chem., 2018, 90, 7790; Chem, 2018, 4, 1893; Anal. Chem., 2018, 90, 4268），巧妙地采用氯化鋰LiCl作為電解質(zhì)，有效屏蔽了Aerolysin蛋白納米孔道孔口的負(fù)電荷，實(shí)現(xiàn)了Aerolysin對(duì)長(zhǎng)達(dá)102個(gè)堿基的單鏈DNA高通量檢測(cè)。將捕獲效率提高了3-10倍。分子動(dòng)力學(xué)模擬證實(shí)，LiCl存在條件下aerolysin蛋白孔道孔口的靜電勢(shì)升高，使得DNA和蛋白孔道的靜電斥力大幅度減小，從而在單分子水平上增強(qiáng)了Aerolysin對(duì)長(zhǎng)鏈DNA的有效捕獲。該研究為構(gòu)建高靈敏高通量的納米孔道核酸傳感器提供了新思路，有助于推進(jìn)Aerolysin在基因診斷、表觀遺傳學(xué)檢測(cè)以及核酸測(cè)序等方面的應(yīng)用。
該論文的第一作者為博士研究生胡正利，通訊作者是青年教師應(yīng)佚倫副研究員，課題設(shè)計(jì)、機(jī)理解析和論文撰寫過(guò)程中得到了龍億濤教授的悉心指導(dǎo)。該研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體及上海市“晨光”項(xiàng)目計(jì)劃等資助。
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