分享一篇發(fā)表在Nature Chemical Biology上的文章，題目為：Single-step discovery of high-affinity RNA ligands by UltraSelex. 本文通訊作者是海德堡大學(xué)的Andres J?schke教授和Yaqing Zhang博士，Yaqing Zhang博士是J?schke教授課題組的博士后，J?schke教授的研究組合了化學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)的方法，致力于理解RNA分子的基礎(chǔ)生物學(xué)并將這些知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，如診斷工具和治療策略。他的工作對(duì)于RNA科學(xué)和核酸技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
COVID-19大流行讓我們認(rèn)識(shí)到RNA生物學(xué)的重要性，以及快速開發(fā)治療和診斷工具的必要性。RNA適配體作為能特異性結(jié)合各種靶標(biāo)的分子，在生化、分析和治療應(yīng)用中具有巨大潛力。傳統(tǒng)的SELEX篩選方法存在明顯缺陷，包括耗時(shí)繁瑣，通常需要10-15輪選擇循環(huán)，易受擴(kuò)增偏差影響。
在本研究中，作者開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)——UltraSelex，實(shí)現(xiàn)了高親和力RNA適配體的一步發(fā)現(xiàn)。該技術(shù)整合了精巧的實(shí)驗(yàn)分離策略和先進(jìn)的計(jì)算分析方法（SGREELI算法），能從復(fù)雜的初始RNA池（約10^14個(gè)獨(dú)特序列）中直接識(shí)別出高親和力結(jié)合物。該方法是將約10^13-14個(gè)獨(dú)特序列的RNA，與固定在磁珠上的靶標(biāo)孵育，然后進(jìn)行一系列連續(xù)洗脫（約10步），收集每次洗脫下來的RNA，以及最終釋放的RNA，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和PCR擴(kuò)增，并通過偏移PCR和條形碼PCR為高通量測(cè)序做準(zhǔn)備。通過對(duì)每步洗脫液的RNA進(jìn)行測(cè)序，理論上，背景RNA會(huì)隨著洗脫次數(shù)的增加逐漸減少，而親和力高的RNA被特異性結(jié)合。通過分析每步洗脫液中的RNA豐度，得到特異性結(jié)合的RNA信息。
在計(jì)算分析方面，UltraSelex采用了SGREELI算法，包括組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化以調(diào)整序列的可變初始豐度，組間標(biāo)準(zhǔn)化以校正不同洗脫步驟間的系統(tǒng)性變化，以及AUC計(jì)算整合調(diào)整后的富集值生成單一排名指標(biāo)。此外，通過平行實(shí)驗(yàn)減少非特異性結(jié)合的影響，進(jìn)一步提高了篩選特異性。
?該方法具有顯著優(yōu)勢(shì)：(1) 速度快，一步篩選替代傳統(tǒng)的多輪篩選；(2) 效率高，能識(shí)別傳統(tǒng)SELEX可能遺漏的高親和力適配體；(3) 靈敏度高，能檢測(cè)極低豐度的結(jié)合物；(4) 結(jié)果的質(zhì)量高，發(fā)現(xiàn)的適配體展現(xiàn)出納摩爾甚至皮摩爾級(jí)別的結(jié)合親和力。
作者利用該方法對(duì)多個(gè)靶標(biāo)的適配體進(jìn)行篩選，包括與SiR染料，SARS-Cov-2 RAN聚合酶，以及HIV-1 RT的適配體，作者均篩選到與這些受體結(jié)合力很強(qiáng)的RNA適配體。
總之，作者開發(fā)了一種RNA適配體篩選方法，UltraSelex的出現(xiàn)標(biāo)志著RNA適配體發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的重大突破，為快速開發(fā)針對(duì)各種靶標(biāo)的診斷和治療工具提供了強(qiáng)大平臺(tái)。
本文作者：YSL
責(zé)任編輯：LZ
DOI：10.1038/s41589-025-01868-6
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01868-6
