修饰的DNA 亚磷酰胺和RNA 亚磷酰胺在研究中发挥着至关重要的作用,因为它们允许将特定的化学修饰引入核酸中,从而能够研究结构功能关系、基因表达调控以及基因编辑和 RNA 干扰 (RNAi) 等治疗应用。
最近,科学家(见下文参考文献)研究了 RNA 干扰作为靶向基因沉默工具的潜力及其在基因技术和治疗开发中的应用。RNAi 是一种自然防御机制,利用短干扰 RNA (siRNA) 来沉默特定基因。这些 siRNA 形成 RNA 诱导的沉默复合物 (RISC),可降解目标 mRNA 序列,从而导致基因沉默,但不会引起非特异性 RNA 降解。这种特异性使得 siRNA 成为研究生物功能的有力工具和多种疾病的潜在治疗剂。
研究人员合成了三种双链体 RNA,其中修饰的核苷取代了 siRNA 3' 突出端区域中未修饰的核苷。修饰的核苷是基于对肝细胞核因子4a (HNF4α)(一种参与肝脏发育和组织特异性特征表达的核激素受体)的研究而设计的,以提高针对该受体的siRNA功效。体外实验表明,与未修饰的 siRNA 相比,修饰核苷的 siRNA 能够更有效地抑制 HNF4α。
修饰 siRNA 的合成涉及修饰核苷的制备以及随后 siRNA 分子的组装(图 1 和 2)。采用亚磷酰胺化学合成修饰的核苷,然后使用自动 DNA/RNA 合成仪将其掺入 siRNA 链中。所得的 siRNA 通过高效液相色谱 (HPLC) 纯化,以确保高纯度。
图 2. 使用 21 个修饰核苷合成的修饰 siRNA 寡核糖核苷酸之一,