近日,91直播下载-91直播网 许红涛/上海交通大学医学院附属第九人民医院马培翔/浙江工业大学侯卫合作在Cell 姊妹期刊Chem上发表了题为“Splint RNA-mediated single-stranded DNA-encoded library construction and label-free live-cell selection ”的研究,报道了一种夹板RNA介导单链DNA编码化合物库(ssDEL)编码方法和活细胞无标记筛选系统。

DNA编码化合物库(DEL)技术是由91直播下载-91直播网 已故创始所长Richard Lerner教授与Sydney Brenner教授提出的颠覆性药物苗头化合物发现技术,凭借高通量、低成本、大容量的核心优势,系统重构了传统药物分子筛选范式。类比生物学中心法则,DEL通过“化学中心法则” 将基因型(DNA编码序列)和表型(与DNA共价偶联的小分子)精准偶联,实现化学信息的遗传编码。经过30多年的发展,DEL已成为支撑基础研究与新疗法开发的基础性技术平台,其应用已显著超越苗头化合物发现范畴,广泛覆盖化学生物学探针设计、共价药物药效团发现、新型生物正交偶联化学开发、面向D2B(Direct-to-Biology)平台建设的高效化学反应筛选,以及人工智能模型训练所需高质量数据集的构建等。
项目团队长期聚焦于DEL基础与应用研究,系统发展了一系列DNA兼容的化学体系:包括硒-氮交换点击化学,on-DNA天然产物优势骨架合成及新颖砌块连接反应,并据此开展小规模、多样性导向的DNA编码天然产物库(nDEL)及含硒DNA编码化合物库(SeDEL)的构建与筛选研究。上述工作大幅度拓展了双链DEL(dsDEL)的化学空间。
相较于dsDEL,单链DEL(ssDEL)在靶点原位筛选与活细胞筛选中具备天然适配优势;但其发展长期受限于编码体系冗余、特异性接头依赖性强、酶切效率低所致的编码错误及假阳性等瓶颈的制约。针对上述共性挑战,团队原创开发了短夹板RNA介导的ssDNA连接系统,实现了连接精准性与效率的协同突破:该系统对单碱基错配具有严格识别能力,可从源头保障DNA编码保真度;且仅需12–14 nt的短夹板RNA即可驱动高效连接,大幅简化编码序列设计,完全契合ssDEL对简洁性与构建效率的核心要求。
基于该系统,团队建立了简洁高效的ssDEL编码平台,系统性解决了传统ssDEL构建中的多重技术瓶颈。团队进一步整合SplintR连接酶介导的邻近连接方法(SIMPL),开发了高灵敏度PCR检测方案,显著增强信号强度,实现对极微量特异性结合分子的精准捕获与扩增,有效克服ssDEL筛选中信号微弱、信噪比低的关键障碍。该筛选体系采用无标记、活细胞模式,无需靶点纯化或化学修饰,真实还原靶点在生理环境中的天然构象与功能状态。利用该体系,团队发现一种靶向碳酸酐酶XII(CAXII,与肿瘤密切相关)的新型结合分子:其亲和力达皮摩尔级,结合动力学媲美单克隆抗体(快结合、慢解离),为放射性核素药物偶联物(RDC)研发提了供高亲和力配体,也为难成药靶点筛选提供了可推广的技术范式。
由此,短夹板RNA介导的ssDNA连接系统攻克了ssDEL领域长期存在的核心技术瓶颈,实质性拓展了DEL技术的应用边界,为活细胞筛选等前沿场景提供了稳健可靠的技术支撑。该体系不仅可加速苗头化合物发现进程,缩短研发周期并降低综合成本,更可为基础化学生物学研究提供新型工具,服务于蛋白质-小分子相互作用机制解析、靶点功能动态验证等关键科学问题,有力推动药物发现与基础研究的深度融合与范式升级。随着其持续优化与跨领域推广,该方法有望成为驱动下一代DEL平台迭代演进的核心引擎。
许红涛、马培翔、侯卫为论文的共同通讯作者,上海科技大学为第一完成单位。这一系列工作得到了上海临床研究中心的大力支持。
论文全文链接://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(26)00011-2