獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2023年CAIA獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)：核酸適體靈敏檢測(cè)環(huán)境健康相關(guān)分子的新方法及識(shí)別機(jī)制研究
完成單位：中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院
完成人：趙強(qiáng)、徐國(guó)華、李亞飄、王超、于皓、孫琳琳、王晨、劉麗穎
成果簡(jiǎn)介：環(huán)境污染物等對(duì)環(huán)境和健康造成威脅，生物標(biāo)志物在健康和疾病診斷等方面發(fā)揮重要作用，相關(guān)物質(zhì)的靈敏檢測(cè)對(duì)于環(huán)境和健康研究具有重要意義。針對(duì)黃曲霉毒素B1（AFB1）、赭曲霉毒素A（OTA）、重金屬離子、生物標(biāo)志物等環(huán)境健康相關(guān)分子的靈敏檢測(cè)，利用核酸適體作為識(shí)別分子，發(fā)展建立了多種光、電傳感分析新方法和新技術(shù)，包括熒光開關(guān)、熒光偏振、酶聯(lián)分析、電化學(xué)傳感等。系統(tǒng)表征了相關(guān)核酸適體與目標(biāo)分子的相互作用，采用液體核磁共振法等首次揭示了核酸適體-OTA復(fù)合物、核酸適體-AFB1復(fù)合物的高分辨三維結(jié)構(gòu)，闡明了相關(guān)適體親和識(shí)別的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.、Nucleic Acid Res.、Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.、ACS Sensors等期刊上，授權(quán)多項(xiàng)發(fā)明專利。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：發(fā)展建立多種基于核酸適體的新穎光、電傳感分析方法，可充分發(fā)揮核酸適體容易制備、可化學(xué)合成、穩(wěn)定性高、成本低、易修飾功能團(tuán)、結(jié)構(gòu)可調(diào)控等優(yōu)勢(shì)。所發(fā)展的方法在靈敏度和便捷性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出優(yōu)良檢測(cè)性能，提出了新的檢測(cè)原理。利用核磁共振等首次成功解析核酸適體識(shí)別OTA和AFB1的分子機(jī)制和復(fù)合物結(jié)構(gòu)，闡明了適體作用模式，發(fā)現(xiàn)鹵鍵、氫鍵、疏水作用等在核酸適體的靶標(biāo)分子識(shí)別中發(fā)揮重要作用，鑒定出新型結(jié)構(gòu)單元和識(shí)別模式。適體高親和識(shí)別的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的解析為發(fā)展傳感檢測(cè)方法提供了基礎(chǔ)和指導(dǎo)。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：相關(guān)研究成果引起了國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注和應(yīng)用，在研究領(lǐng)域有重要影響。所發(fā)展建立的一系列基于核酸適體的分析傳感方法為快速靈敏檢測(cè)環(huán)境健康相關(guān)分子提供了新的原理和技術(shù)，具有容易操作、靈敏度高、成本低、檢測(cè)迅速等優(yōu)勢(shì)。所發(fā)展的一些基于核酸適體的方法有望替代傳統(tǒng)的免疫分析等。目前已有多項(xiàng)發(fā)明專利獲得授權(quán)，在快速靈敏分析環(huán)境健康相關(guān)分子等方面將產(chǎn)生可觀經(jīng)濟(jì)效益。OTA和AFB1高親和力核酸適體復(fù)合物結(jié)構(gòu)的解析揭示了核酸適體如何與OTA和AFB1作用的機(jī)制，提供了作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和結(jié)合位點(diǎn)細(xì)節(jié)，更正了以往研究的錯(cuò)誤認(rèn)知，對(duì)于合理篩選、設(shè)計(jì)和應(yīng)用核酸適體都具有明顯的效益。
應(yīng)用前景：相關(guān)成果為發(fā)展快速靈敏檢測(cè)環(huán)境健康相關(guān)分子方法提供了新的手段、工具和基礎(chǔ)，在環(huán)境分析、食品安全、生物分析等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景和意義，有利于推廣核酸適體的分析檢測(cè)應(yīng)用。
