核酸适配体文库筛选：高效发现特异性结合分子的方法-分子生物学服务专题-泰克生物-酵母展示服务专家

核酸适配体文库筛选：高效发现特异性结合分子的方法

核酸适配体是一段寡核苷酸序列（DNA或RNA），由20-110个核苷酸构成。适配体对核酸、蛋白质、细胞和一些小分子不同类型的靶标具有高分子识别能力，对于细微的差异也能进行区分，并且亲和力和特异性都很高，易于进行化学修饰。核酸适配体通常是利用体外筛选技术，也就是指数富集的配体系统进化技术（SELEX），从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段。核酸适配体的结构和功能与抗体类似，但它的体积更小，生产时间更短、成本更低，也更容易合成，基于核酸适配体能够特异性地与多种目标分子结合的特点，它被广泛应用于食品安全、环境监测、生物医学研究等领域。核酸适配体可用于药物的开发，去设计靶向特定分子的药物；很多核酸适配体被用来制作生物传感器，能够诊断一些特异性的感染疾病；核酸适配体可以作为载体，将基因传递到特定的细胞或组织中，在基因治疗方面有一定的应用前景。由于核酸适配体可以在体外进行制备与筛选，因此被污染的可能性较小，而且核酸适配体没有免疫原性，在作为治疗性药物使用时也就不会造成排斥反应。

基于SELEX技术的核酸适配体筛选：

核酸适配体筛选主要基于SELEX技术，SELEX适配体文库筛选的基本原理是在体外合成一个单链寡核苷酸库，之后将目标分子放入含有大约10^15个不同序列的寡核苷酸库中进行孵育。通过使用去离子水将未与目标分子结合的寡核苷酸冲洗掉使之分离，再用高浓度的盐溶液进行洗脱，得到能与目标分子结合的寡核苷酸，并通过PCR去扩增能与目标分子结合的寡核苷酸，再进行下一轮的筛选。重复以上步骤进行多轮筛选，每一轮筛选都包括与目标分子结合、分离未结合序列、扩增已结合序列这几个步骤。能够结合目标分子的核酸适配体的数量随着筛选轮次的增加而逐渐增高，并且特异性也随着重复的筛选过程而增加，最终筛选出与目标分子高度特异性结合的寡核苷酸序列。在通过RNA适配体文库合成服务去筛选RNA核酸适配体时，要先将RNA逆转录为DNA，再进行后续的SELEX适配体文库筛选。DNA适配体文库合成服务的优势在于DNA核酸适配体本身的稳定性，而RNA适配体文库合成服务所制备的RNA核酸适配体与目标分子的亲和力与特异性更强。

基于SELEX技术的核酸适配体筛选原理图-TEK Biotech.jpg

Fig. 1 基于SELEX技术的核酸适配体筛选原理图

在筛选核酸适配体时，如果重复次数不够可能会导致适配体的特异性和亲和力较低，因此，随着技术的不断发展，传统的SELEX适配体文库筛选技术被不断改进并且衍生出一系列相关技术。IP-SELEX是与免疫沉淀耦合的SELEX技术；Cell-SELEX是在细胞水平上进行操作，适用于筛选识别细胞表面分子的适配体；Apta-Seq结合了高通量测序技术，对大规模文库同时进行筛选，能够大大提高筛选的效率。除此之外，还有原子力显微镜的AFM-SELEX和毛细管电泳的CE-SELEX等，大大提高了SELEX技术的成功率。核酸适配体的筛选主要是为了发现与目标分子高亲和力结合的适配体的特定核酸序列。通过筛选得到的核酸适配体，可以为疾病治疗中药物的开发提供新的思路，提高疾病诊断的准确性和灵敏度，并促进基因治疗技术的进一步发展。

核酸适配体筛选的抗原类型：

能够用于进行核酸适配体筛选的抗原主要包括多肽、蛋白、病毒、细菌、细胞、组织，以及小分子物质。多肽和蛋白质具有复杂的结构和功能，核酸适配体能够高亲和力和高特异性地结合蛋白质；病毒和细菌作为常见的病原体，具有复杂的结构和抗原表位；核酸适配体能够与之结合，用于进行病毒和细菌的检测与诊断；细胞和组织的组成较为复杂，且存在相互作用，通过Cell-SELEX技术可以直接筛选与特定细胞或组织结合的核酸适配体，用于细胞的识别与疾病诊断等；小分子物质如药物和代谢物等，通常分子量较低且结构较为简单；因此设计与小分子结合的核酸适配体需要更高的精确度和特异性。

表1. 核酸适配体筛选的不同抗原类型对比

抗原类型	特点	筛选难点	应用领域
小分子物质	分子量低、结构简单	精确度和特异性要求高	药物检测、代谢物分析
多肽和蛋白质	结构复杂、功能多样	特异性结合	蛋白质检测、疾病诊断
病毒和细菌	表面结构复杂、抗原表位多样	高亲和力和特异性结合	病原体检测、治疗
细胞和组织	组成复杂、相互作用	直接筛选与细胞或组织结合的核酸适配体	细胞识别、疾病诊断

泰克生物致力于为客户提供高亲和力、高特异性的核酸适配体筛选技术服务，为客户后续的适配体功能验证、体内功能验证及靶向特定分子药物的开发等下游研发工作提供有力支持，包括亲和力验证、竞争ELISA验证、体外靶向细胞功能性验证、适配体的体内靶向抑制功能验证和信号通路阻断功能验证等。泰克生物在核酸适配体筛选（SELEX技术）方面拥有多年的项目经验和心得，经过多年的发展，泰克生物建立了完善的核酸适配体筛选体系，能够为客户提供高质量的针对蛋白、多肽、氨基酸、小分子化合物等靶点的核酸适配体筛选服务，包括RNA适配体文库合成服务和DNA适配体文库合成服务。泰克生物建立的核酸适配体文库容量可达10^10-10^11，足够筛选到针对各类靶点且满足客户下游实验需求的小分子核酸适配体。通过6-10轮的压力筛选，我们能够获得高亲和力、高特异性的核酸适配体。基于SELEX技术平台，泰克生物筛选的核酸适配体亲和力可达nM-pM级别。泰克生物还能提供包括但不限于核酸适配体的亲和力验证、竞争ELISA验证、流式阻断验证等多种配套的下游验证实验，客户只需要提供筛选靶点和项目需求，泰克生物的科学家针对客户的项目需求提供合理的定制化的方案，解决客户的科研难题。