德国卡尔斯鲁厄理工学院 Hans-Achim Wagenknecht教授团队开发了一种使用环丙烯修饰的 2'-脱氧核苷进行 DNA 双重生物正交和正交代谢标记的新方法。
通过结合逆电子需求 Diels-Alder (IEDDA) 和光点击反应，该研究证明了两种不同的荧光标记成功附着在细胞中的基因组 DNA 上。
生物正交标记已成为研究生物过程的重要工具，因为它能够在不干扰系统本身的情况下标记生物系统中的生物分子。然而，在同一环境中结合多种生物正交反应通常会导致交叉反应。
基于此，研究人员通过开发双重生物正交和正交标记方法解决了这一挑战，使用甲基环丙烯修饰的 2‘-脱氧核苷标记 DNA。这些小化学报告基因能够实现选择性和正交标记，避免使用铜等细胞毒性催化剂。研究人员合成并表征了几种用 1- 和 3-甲基环丙烯修饰的 2’-脱氧核苷。测试了这些核苷在 IEDDA 和光点击反应中的反应性。
体外实验表明，修饰的核苷与各自的试剂选择性且高效地反应，证实了它们的正交性。引物延伸实验证明了 DNA 聚合酶成功地将这些核苷掺入 DNA 中。细胞中的代谢标记表明修饰的核苷被整合到 HeLa 细胞的基因组 DNA 中，并通过荧光显微镜确认了双重标记，两种生物正交反应均显示出不同的荧光信号。
该方法在未来的核酸标记应用中具有巨大的潜力，特别是在研究涉及多个生物分子靶标的复杂生物过程方面。这项工作为先进的 DNA 代谢标记策略奠定了基础，并可能扩展到活细胞环境中的 RNA 和其他核酸标记。
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https://doi.org/10.1002/anie.202403044
