RNAi 研究中的修饰亚磷酰胺的作用

RNAi 研究中的修饰亚磷酰胺的作用

修饰的DNA 亚磷酰胺RNA 亚磷酰胺在研究中发挥着至关重要的作用,因为它们允许将特定的化学修饰引入核酸中,从而能够研究结构功能关系、基因表达调控以及基因编辑和 RNA 干扰 (RNAi) 等治疗应用。

最近,科学家(见下文参考文献)研究了 RNA 干扰作为靶向基因沉默工具的潜力及其在基因技术和治疗开发中的应用。RNAi 是一种自然防御机制,利用短干扰 RNA (siRNA) 来沉默特定基因。这些 siRNA 形成 RNA 诱导的沉默复合物 (RISC),可降解目标 mRNA 序列,从而导致基因沉默,但不会引起非特异性 RNA 降解。这种特异性使得 siRNA 成为研究生物功能的有力工具和多种疾病的潜在治疗剂。

研究人员合成了三种双链体 RNA,其中修饰的核苷取代了 siRNA 3' 突出端区域中未修饰的核苷。修饰的核苷是基于对肝细胞核因子4a (HNF4α)(一种参与肝脏发育和组织特异性特征表达的核激素受体)的研究而设计的,以提高针对该受体的siRNA功效。体外实验表明,与未修饰的 siRNA 相比,修饰核苷的 siRNA 能够更有效地抑制 HNF4α。

修饰 siRNA 的合成涉及修饰核苷的制备以及随后 siRNA 分子的组装(图 1 和 2)。采用亚磷酰胺化学合成修饰的核苷,然后使用自动 DNA/RNA 合成仪将其掺入 siRNA 链中。所得的 siRNA 通过高效液相色谱 (HPLC) 纯化,以确保高纯度。

RNAi 研究中的修饰亚磷酰胺的作用

RNAi 研究中的修饰亚磷酰胺的作用

图 2. 使用 21 个修饰核苷合成的修饰 siRNA 寡核糖核苷酸之一,

亚磷酰胺Phosphoramidites(amidite)介绍

亚磷酰胺Phosphoramidites(amidite)介绍

磷酰胺,也称为amidite,是一种用于合成寡核苷酸的化合物,寡核苷酸是短链核苷酸。它们由连接到亚磷酰胺基团的核苷碱基(腺嘌呤鸟嘌呤、 胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶)组成,亚磷酰胺基团能够在合成过程中与不断增长的核苷酸链形成共价键合。

寡核苷酸合成中的亚磷酰胺

亚磷酰胺主要用于构建寡核苷酸序列的过程,该过程分为多个步骤,通常为三步或四步。每个步骤都涉及特定的反应和纯化步骤,以将单个核苷酸添加到不断增长的寡核苷酸链中并组装所需的更长序列。在合成过程中,亚酰胺被激活并附着在固体载体上,例如树脂或玻璃珠。通过一系列偶联、脱保护和洗涤步骤,寡核苷酸链按照预先定义的 amidites 序列一次延长一个核苷酸。合成完成后,寡核苷酸从固体支持物上释放并纯化以供进一步应用(图1)。

亚磷酰胺Phosphoramidites(amidite)介绍

该过程已通过高通量合成器和固相合成技术的进步实现自动化,从而能够更快、更高效地生产合成寡核苷酸。这种自动化方法能够快速、高效地合成用于各种应用的定制寡核苷酸,例如 DNA 测序、基因合成和分子诊断。

最近,弗莱堡大学的 ABMS 实验室提出了一锅液相合成技术,该技术涉及在单个反应容器或系统内发生的整个过程,无需在核苷酸添加之间进行中间纯化步骤,从而简化了过程减少总体合成时间。在这种方法中,所需的核苷酸、亚酰胺和试剂组合在一起,并经历一系列反应和条件,同时促进偶联和脱保护(图 2)。

亚磷酰胺Phosphoramidites(amidite)介绍

该方法具有简单和快速的优点,但与传统的逐步合成方法相比,实现高纯度和产率可能具有挑战性。两种技术之间的选择取决于所需的寡核苷酸长度、序列复杂性、时间限制以及研究或应用的具体要求等因素。研究人员在决定采用哪种方法时会考虑成本、效率、可扩展性和产品纯度等因素。