利用PNA探針和納米銀顆粒對原癌基因免標記比色檢測

　　在腫瘤細胞增殖、分化、凋亡等生理及病理過程中原癌基因都起到了關鍵性的調控作用。c-myc mRNA是目前研究最為廣泛的原癌基因之一，與人類腫瘤的形成和癌變過程密切相關。因此，發展簡單、便捷的c-myc mRNA檢測技術，對于癌癥的早期診斷、復發轉移預警和精準的預后判斷具有重要的指導價值。

　　最近，Science Bulletin（《科學通報》英文版）2016年第4期發表文章報道了一項由中美合作研究開發的利用肽核酸和納米銀顆粒進行免標記比色檢測c-myc mRNA的新方法。

　　該項研究相關的論文題為“A label-free colorimetric assay for detection of c-myc mRNA based on peptide nucleic acid and silver nanoparticles”，由聊城大學化學化工學院李霞博士，山東省泰山學者劉繼鋒教授（現天津科技大學）和美國佛羅里達國際大學生物醫學工程專業的李晨鐘教授共同撰寫。研究者利用單鏈肽核酸（PNA）誘導下銀納米顆粒發生團聚，而PNA –RNA雙鏈對銀納米聚集體系分散的特性，開發了一種新的免標記比色檢測原癌基因c-myc mRNA的方法。

　　研究者創新地以特定序列的PNA探針來替代傳統的DNA分子探針對目標RNA進行檢測的優勢和技術特點表現在三個主要方面：（1）由于PNA呈電中性，因此PNA與RNA之間靜斥力較小，因而具有比DNA探針更強的親和性、穩定性和特異性；（2）PNA識別單堿基的能力強于RNA和DNA；（3）PNA抗酶解能力增強。PNA的酰胺鍵不同于氨基酸的肽鍵，與RNA形成的復合物不是RNA酶的底物，因而不易被蛋白酶或者核酸酶降解。在這個利用PNA探針和銀納米顆粒結合的光學檢測體系中，首先在單鏈PNA誘導下銀納米顆粒發生團聚，銀納米的特征吸收峰因而發生紅移，目測溶液顏色由淺黃向棕色轉變（圖1）。往該體系中加入目標c-myc mRNA后，形成PNA探針和目標RNA的配位雙鏈結構，這種雙鏈結構的形成引起團聚的銀納米顆粒再次分散，溶液的特征吸收峰也隨之逐漸恢復且溶液的顏色由棕色向淺黃色轉變（圖2）。

　　文章中對銀納米顆粒的可逆性聚合機理也進行了進一步的研究。通過分子模擬及zeta電位表征推斷，銀納米表面的PNA之間的氫鍵作用及銀納米表面的靜電斥力減小是導致銀納米團聚的主要因素。李晨鐘教授評論說“利用顏色變化的方法進行原癌基因的檢測，具有簡單、快速、成本低、靈敏度高的特點，將來可以跟試紙盒，便攜式生物傳感器和智能手機結合在一起測試，對于實現癌癥的早期臨床診斷，靶向用藥和癌癥的精準治療等具有重要意義。