核酸適配體為研究細(xì)胞膜受體分子提供了強(qiáng)有力的分子工具。然而，在核酸適配體的篩選過(guò)程中，核酸適配體與受體分子在單分子層面的結(jié)合并不能被直接觀測(cè)到。此外，大多數(shù)核酸適配體的靶分子在細(xì)胞膜表面是高表達(dá)的，這些受體分子的分布密度高，運(yùn)動(dòng)速度快，極難實(shí)現(xiàn)原位分析。
為了進(jìn)一步發(fā)掘核酸適配體在膜受體分析領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，同時(shí)也為了闡明核酸適配體和受體分子之間的具體結(jié)合模式，湖南大學(xué)的譚蔚泓院士/呂一帆副教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于熒光成像中單分子定位和數(shù)學(xué)中隨機(jī)取樣的分析策略，名為配體稀釋分析技術(shù)。 與經(jīng)典成像技術(shù)中采用過(guò)量熒光探針與盡可能多的受體分子相結(jié)合這一策略所不同的是，配體稀釋分析技術(shù)同時(shí)使用熒光探針與非熒光探針兩種探針對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記。這兩種探針的識(shí)別區(qū)域在結(jié)構(gòu)上是相同的，因此熒光探針可以以一個(gè)類似隨機(jī)取樣的過(guò)程被非熒光探針均勻稀釋。當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠大時(shí)，相鄰兩個(gè)熒光探針之間的距離可以被單分子定位技術(shù)有效區(qū)分。 研究者們首先通過(guò)理論推導(dǎo)和模型驗(yàn)證，證明了配體稀釋是一個(gè)在分子層面隨機(jī)取樣的過(guò)程。利用配體稀釋技術(shù)，研究者們構(gòu)建了可以計(jì)算細(xì)胞表面受體密度的回歸模型。通過(guò)協(xié)同配體稀釋策略，研究者們進(jìn)一步在單分子層面上實(shí)現(xiàn)了核酸適配體和單克隆抗體在同一個(gè)膜受體分子上的共定位。這些信息結(jié)合分子對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)模擬有助于找出核酸適配體與膜受體分子的精確結(jié)合位點(diǎn)以及具體結(jié)合模式（核酸適配體sgc8c在膜蛋白PTK7表面的結(jié)合位點(diǎn)被預(yù)測(cè)位于Ig3和Ig4之間的凹陷處）。利用配體稀釋技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)基于核酸適配體的受體分子動(dòng)態(tài)分析，從而生成時(shí)間相關(guān)的受體分布圖譜，以及實(shí)現(xiàn)高表達(dá)受體分子在活細(xì)胞膜表面的二維以及三維運(yùn)動(dòng)和漲落分析。 論文信息 Ligand Dilution Analysis Facilitates Aptamer Binding Characterization at the Single-Molecule Level Yulin Du, Prof.?Dr. Yifan Lyu, Shiquan Li, Dr. Ding Ding, Jianghuai Chen, Cai Yang, Dr. Yang Sun, Prof.?Dr. Fengli Qu, Prof.?Dr. Zeyu Xiao, Prof.?Dr. Jianhui Jiang, Prof.?Dr. Weihong Tan Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202215387
