核酸适配体是一小段经体外筛选得到的寡核苷酸序列，能与相应的配体进行高亲和力和强特异性的结合。核糖核苷酸序列通过折叠形成具有特殊结构的适配体，以识别各种靶向分子。适配体相比常规的蛋白抗体具有优越的性能，包括广泛的靶标结合能力、自动化和可扩展的DNA/RNA合成、适配体修饰和功能化的简易性、Apta传感器设计的灵活性和多功能性，使其成为临床诊断和治疗的优质候选物。通过合理结合天然核苷酸和特殊化学结构设计核酸适配体，可以扩大其功能的复杂性和多样性。但是未被修饰的核酸适配体在体内不稳定，易被核酸酶降解，这限制了它的应用。为了解决这一问题，L-RNA适配体被研制出来，L-RNA适配体是由非天然的L-RNA核苷酸组成，无法通过碱基配对与天然RNA杂交。由于L-RNA适配体的非自然性质，其对核酸酶降解具有抗性。但是，在构象稳定性、结合亲和力和特异性等方面的问题依然阻碍L-RNA适配体的广泛应用。通过对天然核酸环化的研究发现，环状结构具有更好的热稳定性和构象稳定性。
今天Nucleic Acids Research杂志在线刊登了香港城市大学郭駿傑教授的一篇research文章Circular L-RNA aptamer promotes target recognition and controls gene activity。揭示环状核酸适配体比线性适配体更加优异的特性和广阔的应用前景。实现人工合成circRNA适配体的重大技术突破。
研究路线：
郭駿傑教授课题组前期研究开发了一种线性的L-Apt.4-1c核酸适配体，靶向人端粒酶RNA G-四链体(hTERC D-rG4)，并证明其对hTERC rG4核仁素的抑制作用。在各种基于化学或酶的环化方法中，化学反应可以在温和的反应条件下提供高效连接核酸分子的简单方法。铜催化的叠氮烷基环加成反应是这类反应的最佳例子。叠氮化物和炔烃基团通常可以容易地引入核酸，而不影响它们的生物学特性。因此，作者假设环化可以提供一种简单有效的策略来提高非天然左旋核糖核酸适配体的多样性和性能。通过对其课题组前期设计的线性L-Apt.4-1c适配体进行环化处理，进行分子内CuAAC（铜催化的叠氮-炔环反应）反应，将线性适配体5’和3’末端连接。与线性L-Apt.4-1c相比，cycL-Apt.4-1c显示出更强的结合亲和力、更好的特异性和更高的构象稳定性。并使用蛋白质竞争性结合试验、端粒酶重复扩增(TRAP)试验和双荧光素酶报告基因试验首次进一步验证cycL-Apt.4-1c在体外和细胞中的应用前景。
图1 Circ-L-RNA合成
文章链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8287958/pdf/gkab593.pdf