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人类免疫缺陷病毒 1 型（HIV-1）是一种逆转录病毒，可导致人类和其他哺乳动物获得性免疫缺陷综合征（AIDS）。它已在全球造成超过 4000 万人死亡，2022 年约有 130 万新发病例。尽管在预防新感染和通过抗逆转录病毒疗法延长生命方面取得了进展，但完全根除艾滋病毒/艾滋病仍然是一项挑战。艾滋病相关疾病的持续威胁凸显了及时准确诊断的迫切需求。用于检测 HIV 感染的传统血清学检测方法是检测免疫系统针对病毒产生的抗体，得到了广泛应用，但并非没有缺点，包括可能错过早期感染的窗口期以及由于交叉反应而出现假阳性的风险。也采用了其他早期检测的临床方法，如 p24 抗原检测、病毒培养和核酸检测。基于核酸的诊断通常涉及使用 SYBR green 等探针检测来自目标病原体 DNA/RNA 的扩增双链 DNA（dsDNA），由于无法区分非特异性和目标扩增子，因此容易出现假阳性。在这种情况下，识别和靶向具有独特构象结构的特定非规范核酸序列可以显著减少假阳性。因此，开发选择性识别包括 G 四链体（GQ）、i 基序和 A 基序在内的非规范核酸结构的分子探针对于推进精确诊断检测至关重要。富含鸟嘌呤（G）的序列可以折叠成稳定的非规范 GQ 构象，其由单价阳离子（特别是钾（K+）和钠（Na+）离子）稳定。这些 GQ 结构的特点是其独特的结合口袋，由 G 四分体平面、凹槽和位于四分体平面之间的插入位点组成。GQ 结构的特定结合口袋有利于与特定的荧光分子相互作用，从而响应结合相互作用而产生放大的荧光。荧光探针与 G 四分体平面之间的堆叠相互作用主要通过 π-π 相互作用，受空间因素、静电接触以及与环和磷酸骨架的相互作用影响。这些属性在确定荧光探针对 GQ 结构的特异性方面起着关键作用。此外，GQ 独特的构象结构和稳定性使其成为诊断应用的有吸引力的目标。
HIV-1 的基因组由两条正义 RNA 链组成，编码九个必需的病毒基因。病毒酶整合酶催化该基因组 RNA 逆转录为线性双链 DNA，随后整合到人类基因组中。HIV-1 病毒生命周期的进展关键取决于长末端重复序列（LTR），它作为具有转录因子结合位点的病毒启动子发挥作用。战略性地利用 HIV-1 的 LTR 区域内进化保守的 GQ 为开发靶向非规范核酸的诊断检测提供了一种有价值的方法（图 1A）。在我们之前使用基于荧光分子的 GQ-RCP 平台诊断 SARS-CoV-2 的工作基础上，我们开发了一种用于检测 HIV-1 的强大分子检测方法，采用了经过精心设计的小分子探针（图 1B）。
相关成果以“Unambiguous Detection of LTR-III G-Quadruplex in the HIV Genome Using a Tailored Fluorogenic Probe-based Assay”，发表在国际学术期刊“Analytical Chemistry”上。
文献链接：点击阅读原文
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03374
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