不断拓宽框架核酸的应用领域-记上海交通大学长聘教轨副教授张欢

不断拓宽框架核酸的应用领域——记上海交通大学长聘教轨副教授张欢不断拓宽框架核酸的应用领域摘要框架核酸是一类具有特殊结构和性能的核酸分子，在生物医学领域具有广阔的应用前景。本文通过对框架核酸的定义和特点的概述，总结了框架核酸在基因治疗、生物传感、分子诊断和药物递送等领域的应用，并探讨了当前在框架核酸研究中所面临的挑战与未来发展方向。1.引言框架核酸是一类由寡聚核苷酸单元通过特定化学键连接而成的高度结构化分子。它们具有许多优势，如高度稳定性、良好的生物相容性和多样的物理化学性质。这些特点赋予了框架核酸在生物医学领域丰富的应用潜力。2.框架核酸的定义和特点框架核酸是一类由自然的核酸骨架或人工合成的分子构建而成的二级和三级结构高度稳定的核酸分子。它们通常由两个以上的核苷酸通过连接基团（如磷酸二酯或肽键）连接而成，形成一种具备特定结构和功能的分子。框架核酸的特点包括高度稳定性、可控性和可编程性，在应用中具有广泛的潜力。3.框架核酸在基因治疗中的应用基因治疗是一种通过引导特定核酸序列进入细胞并修复或替换细胞中缺失或异常的基因序列，从而治疗相关疾病的方法。框架核酸通过其稳定的结构和可控的特性，可以作为基因载体用于基因传递和表达调控，在基因治疗中具有巨大潜力。例如，通过将具有特定目标序列的框架核酸与治疗基因进行结合，可以实现基因的精确传递和表达调控，从而提高基因治疗的效果和安全性。4.框架核酸在生物传感中的应用生物传感是一种通过生物识别元素与目标分子相互作用，并转化为可测量信号的方法。框架核酸可以通过特异的结合和反应性，作为生物传感器用于检测特定的生物分子。例如，通过将特定的识别序列引入框架核酸中，可以实现对特定蛋白质或核酸序列的高度敏感和选择性检测，从而在生物传感领域具有广泛的应用前景。5.框架核酸在分子诊断中的应用分子诊断是一种通过检测特定生物分子和代谢产物来判断疾病状态和预测治疗效果的方法。框架核酸可以通过识别和结合特定分子，用于分子诊断的特异性检测。例如，通过引入特定序列的框架核酸作为探针，可以实现对疾病标志物的敏感和选择性检测，从而提高分子诊断的准确性和灵敏性。6.框架核酸在药物递送中的应用药物递送是一种将药物有效传递到靶组织或细胞，并实现治疗效果的方法。框架核酸可以通过特定的结构和性质作为药物载体用于药物递送。例如，将药物与框架核酸引物结合，可以实现药物的稳定性和控制释放，从而提高药物递送的效果和特异性。7.当前挑战与未来展望尽管框架核酸在生物医学领域具有巨大的应用潜力，但在其研究和应用中仍然面临着一些挑战。例如，如何提高框架核酸的稳定性和生物相容性，以及如何实现其在体内的分布和代谢等。未来的研究可以集中在框架核酸的设计和合成上，以提高其性能和功能。同时，基于框架核酸的新型材料和技术也有望为生物医学领域提供更多的创新应用。结论框架核酸是一类具有特殊结构和性能的核酸分子，在生物医学领域具有广阔的应用前景。通过在基因治疗、生物传感、分子诊断和药物递送等领域的应用研究，框架核酸可以实现在临床诊疗中的精准和个性化治疗。未来的研究可以聚焦在改进框架核酸的性能和功能上，以进一步拓宽其应用领域，并为生物医学领域的发展做出更大的贡献。参考文献：1.Stojanovic,M.N.;Stefanovic,D.Adeoxyribozyme-basedmolecularautomaton.Naturebiotechnology,2003,21,1069-1074.2.ZouY,ZhangQ,LiL,etal.Aptamer-functionalizedDNAnanostructuresfortargeteddeliveryofanticancerdrugs[J].ProgressinNaturalScience,2016,26(6):610-618.3.TianY,LiuW,LiB,etal.FrameworkNucleicAcidsModifiedCitrateCoatedGoldNanorod-BasedColorimetricBiosensorfortheSensitiveDetectionofThrombin[J].ACSappliedmaterials&interfaces,2017,9(40):35637-35643.4.ZhaoJ,ZhangP,GuoS,e