卡内基梅隆大学化学系的研究人员开发了一种试剂，为创建基于DNA和RNA的材料开辟了新的可能性，这些材料可用于生物医学应用的超稳定智能传感器。该成果于8月22日发表在《Chem》杂志上。

研究人员开发出一种新试剂和方法来创建DNA和RNA聚合物生物杂交体

“这是一项非常新兴的技术，正在推动这个领域的发展，”化学副教授SubhaR.Das说，他是化学博士生JaepilJeong的共同导师。Das和Jeong都是卡内基梅隆大学核酸科学与技术中心的成员，该中心是一个由卡内基梅隆大学和匹兹堡大学的科学家和工程师组成的跨学科社区，他们对DNA、RNA和肽核酸的化学、生物学和物理学感兴趣。。“从本质上讲，我们现在可以获得基于核酸和合成聚合物的全新生物材料。”

达斯说，使用生物聚合物的医学治疗通常是使用蛋白质开发的。但DNA和RNA聚合物生物杂交体的潜在应用可能包括自我传递基因和mRNA、超稳定和智能传感器，或用于移植和伤口愈合的治疗剂和凝胶。使用这种方法开发的聚合物有可能用于创建用于生物技术应用的序列选择性过滤器或膜。

该试剂是SerinolicATRP引发剂修饰的亚磷酰胺(SBiB)，由Jeong开发。SBiB试剂使研究人员能够在固相合成过程中将多种引发剂掺入DNA或RNA序列中的任何位置。以前，只能在DNA链末端掺入单个聚合物链引发剂。将新型SBiB试剂与光诱导光原子转移自由基聚合(photoATRP)技术相结合，极大地扩展了有效创建具有多种功能的寡核苷酸-聚合物生物杂化物的可能性。

ATRP是一种新型聚合物合成方法，可用于生产各种聚合物和杂化材料，具有广泛的商业、生物医学和环境应用。Jeong的联合顾问、JC华纳大学自然科学教授KrzysztofMatyjaszewski因发现和开发ATRP而获得全球认可。

Matyjaszewski表示：“这种使用ATRP引发剂对DNA和RNA进行功能化的新方法，为合成聚合物与核酸的精确生物共轭开辟了新途径，从而影响了它们的稳定性、组装和其他特性。”

寡核苷酸是短DNA或RNA分子，用于从传感器到治疗学等生物相关研究的应用，是Das的研究重点。Matyjaszewski、Das和其他卡内基梅隆大学研究人员的早期合作工作表明，可以在合成DNA/RNA序列的末端掺入单一聚合引发剂。通过扩大引发剂和集成点的数量，这种新试剂增加了该技术的潜力。

与Jeong、Matyjaszewski和Das一起，华沙大学的GrzegorzSzczepaniak也是Chem论文的作者之一。

Jeong还创造了第二种试剂，可以修饰合成和天然核糖核酸(RNA)底物。该研究于今年早些时候发表在《美国化学会杂志》上，作者为Matyjaszewski和Das。

“在跨学科研究中拥有联合顾问使我能够培养多样化的专业知识和技能，从而最大限度地发挥我作为研究人员的潜力，”郑说。“这也有助于提出创新的解决方案来解决复杂的问题，而这些问题从单一学科的角度来看可能是不可能的。”

Jeong计划继续致力于实现核酸聚合物杂化物的工业规模合成，并将其有效地应用于真实的疾病模型。随着最新进展的高通量光聚合技术预计将在实现这一目标方面发挥重要作用。

Jeong表示：“通过利用DNA/RNA上合成聚合物链提供的独特特性，例如刺激响应性，我设想实现各种目标，提高稳定性，并探索创新策略，以增强基因调节和基因治疗应用中的靶点特异性。”说。