设计合成环状光活性寡聚核苷酸及光调控其对目标RNA的酶促降解的基础性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21072015
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    汤新景
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

调控特定功能基因的表达对基因功能的研究和新疗法的探索有着重要的意义。本项目拟设计合成环状光活性寡聚核苷酸来调控其生物活性，实现在时空上光调控目标基因的表达。首先拟合成两种光活性的邻硝基苯基乙二醇的衍生物的亚磷酰胺单体，并将它们通过固相合成引入到核苷酸序列中，再通过化学修饰在寡聚核苷酸链的两端引入羧基和氨基，羧基和氨基进一步发生缩合反应形成酰胺键可得到环状的光活性寡聚核苷酸。由于一定大小的环状寡聚核苷酸的两端不能有效的伸展来与长的目标RNA形成双链螺旋结构，可有效地抑制其与目标RNA的杂交和目标RNA的酶降解。光照光活性基团将诱导化学键的断裂，环状寡聚核苷酸可快速恢复成线性寡核苷酸并与目标RNA形成稳定的双螺旋结构，进而导致目标RNA被RNase H酶降解。本项目的研究有望在时间和空间上实现光调控生物体系中特定基因的功能，为研究基因的功能和疾病的治疗奠定基础。

结项摘要

调控特定功能基因的表达对基因功能的研究和新疗法的探索有着重要的意义。本项目设计合成环状光活性寡聚核苷酸来调控其生物活性，实现在光调控目标基因的表达。首先拟合成两种光活性的邻硝基苯基乙二醇的衍生物的亚磷酰胺单体，并将它们通过固相合成引入到核苷酸序列中，再通过化学修饰在寡聚核苷酸链的两端引入羧基和氨基，羧基和氨基进一步发生缩合反应形成酰胺键可得到环状的光活性寡聚核苷酸。通过改变环的大小（20，30 和40个碱基的序列）实现其与目标序列RNA（40个碱基）结合形成双链螺旋结构能力。研究表明对于40个碱基的目标RNA序列，20个碱基的环状光敏感反义核酸具有最佳的光调控效果。进一步我们设计合成了针对细胞和斑马鱼中特定基因的光敏感反义核酸，成功实现了对细胞中的绿色荧光蛋白表达以及斑马鱼中的chordin和ntl基因的选择性光调控杂交及酶降解的调控，并且我们设计的环状光敏感核酸在溶液中结合和酶水平的光调控效果和细胞中的光调控效果一致，从而解决了前期文献中报道的光敏感反义核酸在溶液中和细胞中的光调控效果不一致的问题，减少了前期光敏感核酸的内在的缺陷问题。本项目的研究结果有助于在时间和空间上实现光调控生物体系中特定基因的功能，为研究基因的功能和疾病的治疗奠定基础。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Fluorescent probe for highly selective and sensitive detection of hydrogen sulfide in living cells and cardiac tissues
用于高选择性和灵敏检测活细胞和心脏组织中硫化氢的荧光探针
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Analyst
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Chen; Bifeng;Li; Wei;Lv; Cong;Zhao; Manman;Jin; Hongwei;Jin; Hongfang;Du; Junbao;Zhang; Liangren;Tang; Xinjing
  • 通讯作者：
    Xinjing
Chemoselective reduction-based fluorescence probe for detection of hydrogen sulfide in living cells
用于检测活细胞中硫化氢的化学选择性还原荧光探针
  • DOI：
    10.1007/s00216-012-6292-0
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Analytical and Bioanalytical Chemistry
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Chen; Bifeng;Lv; Cong;Tang; Xinjing
  • 通讯作者：
    Xinjing
Caged circular antisense oligonucleotides for photomodulation of RNA digestion and gene expression in cells
用于光调节细胞内 RNA 消化和基因表达的笼状环状反义寡核苷酸
  • DOI：
    10.1093/nar/gks996
  • 发表时间：
    2013-01-07
  • 期刊：
    Nucleic Acids Research
  • 影响因子：
    14.9
  • 作者：
    Wu L;Wang Y;Wu J;Lv C;Wang J;Tang X
  • 通讯作者：
    Tang X
Photocaging Strategy for Functionalisation of Oligonucleotides and Its Applications for Oligonucleotide Labelling and Cyclisation
寡核苷酸功能化的光笼策略及其在寡核苷酸标记和环化中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chemistry - A European Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Su; Meng;Wang; Jie;Tang; XinJing
  • 通讯作者：
    XinJing
Photoresponsive Cross-linked Polymeric Particles for Phototriggered Burst Release
用于光触发爆发释放的光响应交联聚合物颗粒
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Photochemistry and Photobiology
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Wang; Zhen;Yu; Lili;Lv; Cong;Wang; Peng;Chen; Yedong;Tang; Xinjing
  • 通讯作者：
    Xinjing

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    汤新景
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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