微生物所在小分子檢測(cè)方法開發(fā)中取得進(jìn)展

基于aTF的小分子檢測(cè)平臺(tái)

　　小分子的靈敏檢測(cè)是臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品安全等領(lǐng)域的重要需求，因此開發(fā)高效的化學(xué)小分子檢測(cè)方法具有重要意義。其中，特異的識(shí)別元件是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的核心和基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過抗體、酶等作為識(shí)別元件和待檢測(cè)物進(jìn)行識(shí)別，然后再通過對(duì)識(shí)別信號(hào)的放大來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。整個(gè)開發(fā)過程往往面臨著周期長(zhǎng)、難度大、信號(hào)輸出效果不理想等問題。

　　針對(duì)上述問題，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所楊克遷課題組基于多年來對(duì)原核生物別構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子（allosteric transcription factor，aTF）調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，首次將原核生物aTF在體外作為識(shí)別元件結(jié)合Alpha（amplified luminescent proximity homogeneous assays）信號(hào)放大系統(tǒng)，構(gòu)建感應(yīng)化學(xué)小分子的檢測(cè)平臺(tái)（如圖）。

　　原核生物aTF含有DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和小分子識(shí)別結(jié)構(gòu)域，小分子的結(jié)合能夠使aTF從特定的DNA序列上解離。因此該平臺(tái)的核心設(shè)計(jì)為：將生物素標(biāo)記的aTF識(shí)別序列DNA和aTF分別固定在Donor微珠和Acceptor微珠上。當(dāng)沒有待檢測(cè)小分子存在時(shí)，Donor微珠和Acceptor微珠通過aTF-DNA相互作用而臨近，Donor微珠通過吸收激發(fā)光產(chǎn)生的大量單線態(tài)氧（1O2）能夠擴(kuò)散到Acceptor微珠，使Acceptor微珠發(fā)光；當(dāng)有待檢測(cè)小分子存在時(shí)，小分子結(jié)合aTF使其從DNA上解離，進(jìn)而使Donor微珠和Acceptor微珠分開，單線態(tài)氧（1O2）不能夠從Donor微珠擴(kuò)散到Acceptor微珠，使Acceptor微珠不能發(fā)光。這樣，小分子濃度通過Alpha信號(hào)放大實(shí)現(xiàn)了高靈敏度檢測(cè)。楊克遷課題組利用這個(gè)構(gòu)思建立了具有一定普適性的檢測(cè)平臺(tái)，并且針對(duì)臨床標(biāo)志物尿酸和抗生素殘留土霉素的檢測(cè)，分別開發(fā)了目前最為靈敏的檢測(cè)方法。

　　由于原核生物中存在感應(yīng)各種小分子的aTF，因此結(jié)合這一檢測(cè)平臺(tái)和大量的aTF資源，可以針對(duì)不同的目標(biāo)小分子進(jìn)行高靈敏度的、全新的檢測(cè)方法以及試劑盒開發(fā)。目前這一成果已經(jīng)申請(qǐng)相關(guān)專利和發(fā)表相關(guān)文章（Chem. Commun.封面文章）。在發(fā)表文章中，微生物所李珊珊為第一作者，研究員楊克遷和副研究員王為善（青促會(huì)成員）為并列通訊作者。