案例应用丨逆转录过程是非自然碱基对(UBPs)的RNA体外进化的关键步骤

发布日期:2025-05-30




非自然的碱基对(UBP)增强了人造核酸的化学多样性,因此可以通过体外选择来产生新的适体和催化核酸。但是,由于缺乏方法,UBPS的逆转录是RNA适体选择的关键步骤,尚未充分表征。研究者提出了一系列多功能测定法,以对疏水性非天然碱基对的代表——TPT3:NAM碱基对的逆转录为研究方向。在RNA的体外进化中确定了四种不同的逆转录酶(RT)的UBP的保真度。在RNA在体外筛选过程中,使用新型的基于点击化学的电动性转移测定法研究了TPT3:NAM对的保留。对逆转录动力学的实时监测显示,处理TPT3:NAM碱基对的聚合酶活性存在很大差异。
研究者开发了不同的方法来确定TPT3:NAM碱基对的掺入和逆转录酶的保真度(图1)。同时量化了全长产物的比率,并将全长cDNA与LC-MS,Sanger测序和实时监测量化,以确定UB掺入和不匹配,RT的保真度以及结合和延长动力学。


图1评估TPT3:NAM碱基对的逆转录的实验流程示意图。带有非天然核苷酸rTPT3或rNAM的RNA对具有不同的逆转录酶进行逆转录。用不同的方法分析了逆转录的加工性(请参阅上图,逆时针):通过PAGE检测全长与截短的cDNA比率,通过LC-MS和Sanger测序检测LC-MS融合cDNA,使用switchSENSE®技术及模拟SELEX循环的动力学测量,以探索UB保留周期数。


特别的,在本研究中(见图2)利用switchSENSE®技术及heliX+设备对逆转录过程进行实时监测,使得MMLV和SSIV RT与RNA模板的结合和活性的动力学得以表征。


本研究通过在switchSENSE®芯片上构建检测体系,实现了对UBP掺入的动态量化测量。因此switchSENSE®是研究其他逆转录酶和聚合酶活性强有力的技术手段。



图2 switchSENSE®生物芯片上的MMLV和SS IV RT活性测定流程示意图。(A)芯片测试示意图。首先,配体通过杂交固定在单个链锚定(1)。随后,将RT与芯片核酸结合(2),然后注射dNTPS或DNTPS + dNaM TP以启动逆转录(3)。最后,芯片被再生(4)。(B)在存在或不存在不同模板的dNaM TP的情况下,每个MMLV和SS IV RT的相对振幅,包括其标准偏差(N≥3),这些偏差来自延伸幅度的荧光变化。将48-1XRTPT3、48-2XRTPT3和24-NT RNA的值标准化为48-NT未修饰的RNA。(C)在结合阶段,MMLV的荧光变化信号。(D)在不同dNTP浓度下逆转录(伸长)期间荧光变化的增加。(E)在底物浓度上绘制观察到的速率以获得催化速率图 Kcat。





关于helix+分子互作分析系统




heliX+分子互作分析系统采用switchSENSE®技术,通过共价偶联或标签捕获方式将感兴趣的分子(配体)固定在heliX®芯片上,结合标准的自动化工作流程为分子互作提供高效解决方案。