捷克科學院有機化學與生物化學研究所（IOCB）的科研團隊，成功開發出一項具突破性的高效核酸適體（Aptamer）篩選技術。該方法整合了多個生物化學與生物資訊學步驟，為全新的診斷與治療應用開闢了康莊大道。例如，此技術可用於開發穿戴式感測器，以即時監測體內特定的生物標記（biomarker）濃度，並針對潛在的健康併發症發出即時預警。
研究成果已發表於《Nature Communications》期刊。
核酸適體是由短鏈 DNA 或 RNA 組成的分子，能以極高的專一性辨識並結合特定的標的分子。與抗體類似，它們可用於偵測分子或調節其活性。然而，相較於抗體，核酸適體具有更高的穩定性、可透過化學合成製備，並能根據需求進行精準的化學修飾，進而展現許多抗體無法實現的優異特性。
隨著市場對精準且快速診斷工具的需求日益增加，核酸適體在許多應用場景中，展現出比傳統抗體更佳的優勢。然而，核酸適體的開發過程通常相當耗時且實驗步驟繁瑣，往往需要跨領域專家的協同合作。如今，由 Marek Ondruš 與 Michal Hocek 帶領的捷克科學院 IOCB 研究團隊，已開發出一項能顯著縮短整體研發時程的新技術。
第一作者 Marek Ondruš 博士表示： 「開發核酸適體往往如同大海撈針。在包含數兆種不同 DNA 序列的庫（library）中，我們必須篩選出唯一能與標的分子強烈且專一結合的特定序列。我們的新方法能先篩選出『適體家族（aptamer families）』——即數百條具備相似特徵的關聯序列，再從中鑑別出實驗表現最佳的成員。這項技術成功將開發時間從數個月大幅縮短至僅需數天。」
研究團隊亦進一步拓展了核酸適體的應用潛力。他們對適體的基本構件（building blocks）進行化學修飾，引入了全新的官能基（這些官能基在自然界中常見於胺基酸等分子）。
透過此方法製備的分子，完美融合了 DNA 與蛋白質（抗體）雙方的優勢：其序列由 DNA 的鹼基排列決定，而多樣化的化學修飾則顯著提升了適體辨識重要生物標的的能力，使其能模擬蛋白質特有的分子交互作用（此類作用為眾多生物機制的核心關鍵）。
研究團隊以人體胰島素受體（human insulin receptor），調控血糖的核心蛋白質作為此新方法的概念驗證標的。他們成功開發出一種能高度專一性結合該受體的適體，並利用冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）詳細解析了兩者結合的分子結構機制。
Marek Ondruš 總結指出： 「我們證實了透過化學修飾引入的官能基，不僅在適體與蛋白質的專一性辨識與複合物形成中扮演要角，對於穩定 DNA 適體本身的二級結構也具有關鍵作用。這項研究成果為如何利用經化學修飾的核酸來模擬蛋白質特性，提供了全新的科學視角。」
在未來，這項新技術有望輔助甚至取代現有以抗體為基礎的臨床診斷工具。目前，研究團隊正與專責技術轉移的子機構 IOCB Tech 密切合作，持續推進該技術的後續商業化與應用開發，期盼能加速將此項創新科研成果導入產業與臨床醫學領域。
*本篇新聞來源為捷克Independent information about science and research網站
