Ученые предложили новый биосенсор для анализа микроРНК
МикроРНК (miRNAs) являются ценными биомаркерами для диагностики и прогноза заболеваний. Нобелевская премия по физиологии или медицине 2024 года была присуждена американским ученым Виктору Амбросу и Гэри Рувкуну за открытие miRNAs, которые играют важную роль в посттранскрипционной регуляции генов.
Многие miRNAs тесно связаны с патогенезом опухолей, включая пролиферацию и инвазию клеток. Создание надежных диагностических моделей для miRNA может помочь в раннем обнаружении широкого спектра высокорисковых предраковых поражений.
Исследователи из Сучжоуского института биомедицинской инженерии и технологий (SIBET) Китайской академии наук недавно предложили новую стратегию для высокочувствительного обнаружения miRNA, основанную на дезинтеграции ДНК-наноструктуры с помощью реакции стерически ускоренного циклоприсоединения алкина и азида (SPAAC).
Ученые под руководством профессора Мяо Пэна спроектировали трехмерную усеченную ДНК-пирамиду (TPF) в качестве каркаса для распознавания мишени. Она сохраняет треугольное ДНК-основание с тремя тиоловыми вершинами для прочной иммобилизации на золотой поверхности и предоставляет три одноцепочечных боковых ребра для последующих структурных переходов ДНК.
Результаты исследования под названием "DNA Nanostructure Disintegration-Assisted SPAAC Ligation for Electrochemical Biosensing" были опубликованы в Nano Letters.
В присутствии целевой miRNA используется дуплекс-специфичная нуклеаза (DSN) для переваривания одноцепочечной ДНК на вершине ДНК-TPF. Это приводит к восстановлению ДНК-треугольника и способствует последующей SPAAC-лигации для размещения множества сигнальных цепей.
SPAAC — это вид клик-реакции без участия металлов и ферментов между азидами и циклооктильными алкинами, обладающей высокой селективностью и биологической ортогональностью. Она подходит для лигации дискретных участков ДНК-наноструктур.
Благодаря конструкции боковых ребер ДНК-TPF могут формироваться множественные шпильки с ферроценами, что сокращает расстояние между электрохимическими видами и электродом.
Путем регистрации и анализа откликов исследователи создали высокочувствительный электрохимический биосенсор, который демонстрирует высокую чувствительность и воспроизводимость. Клинические применения показали хорошую стабильность.
Эта сенсорная стратегия основана на интеграции ДНК-наноструктур и клик-химии, что может вдохновить на дальнейшие разработки в области ДНК-нанотехнологий и их применений в клинической химии.