革新基因定位与检测，BNA寡核苷酸引领技术进步

自然核酸在其化学结构中具有更高的自由度。这一特性对DNA-DNA和RNA-RNA双链形成（杂交）热力学上是不利的，并经常受到内、外核酸酶的降解。但对于高度敏感的基因定位应用来说，提高结合亲和力（杂交能力）仍是一个未解决的问题。

为了突破这一技术瓶颈，继提供高质量的PNA（Peptide Nucleic Acid，肽核酸）和LNA（Locked Nucleic Acid，锁核酸）后，我们进一步引入了一种创新的核酸类似物——Bridged Nucleic Acid 2',4'-BNANC（2'-O,4'-aminoethylene bridged nucleic acid， BNA）。这种含有N-O联接的六元环结构的化合物在寡核苷酸中嵌入后，展现出卓越的性能。与之前几代的限制性核酸（PNA和LNA）相比，BNA寡核苷酸表现出更高的亲和力，具有超常水平的核酸酶抵抗活性和特异性，使其成为开发高价值检测系统和治疗产品的杰出工具。

BNA寡核苷酸的优势：

• 杂交选择性和特异性的改善：相较于PNA和LNA，BNA寡核苷酸在互补链之间展现出更高的选择性和特异性。

• 适用于短的RNA和DNA靶标的检测：BNA寡核苷酸在检测短的RNA和DNA靶标方面具有显著的优势。

• Tm标准化的助力：有助于熔融温度（Tm）的标准化，提高双链和三链的热稳定性。

• 单核苷酸的区分：具备对单核苷酸的区分能力，拓展了应用领域。

• 抗外酶和内酶的抵抗性：在体内和体外应用中表现出高生物稳定性。

• 出色的反义抑制和效力：在抗基因抑制、Gapmer反义研究等方面表现卓越。

Bridged Nucleic Acid（BNA）的结构和特性：

Bridged Nucleic Acid（BNA）是一种经过修饰的RNA核苷酸，有时也被称为受限或无法接触的RNA分子。BNA单体可以包含一个五元环、六元环甚至七元环的桥式结构，具有“固定”的C3'-endo糖环。这个桥通过合成被纳入到核糖的2', 4'-位置，形成一个2', 4'-BNA单体。这些单体可以使用标准的磷酰胺合成化学方法合成到寡核苷酸聚合物结构中。BNAs是结构刚性的寡核苷酸，具有更强的结合亲和力和稳定性。

BNA核苷酸可以被合成到DNA或RNA寡核苷酸的任何位置，这种化学合成的寡聚体现在市场上已经有了初步的商业化应用。桥接的核糖构象增强了碱基叠加和明显增强了寡核苷酸的杂交性能。

将BNA纳入寡核苷酸中可以使得合成的寡核苷酸具有与DNA或RNA互补更高或相等的结合亲和力，具有出色的单核苷酸差异识别能力，更强的RNA选择性结合，更强大、更具序列选择性的三链形成特性，明显更高的核酸酶抵抗性，甚至高于Sp-磷酸硫酯类似物，以及与常规DNA或RNA寡核苷酸相比，产生的寡核苷酸具有良好的水溶性。

Bridged Nucleic Acid（BNA）的发展历程：

1. 2007年：引入新的BNAs化学结构

Imanishi的团队在2007年引入了新一代BNAs的化学结构，包括2',4'-BNANC[NH]、2',4'-BNANC[NMe]和2',4'-BNANC[NBn]等类似物。这些新型结构的设计考虑了桥接部分的长度，并包含了独特结构特征（N-O键）的六元桥接结构，以提高双螺旋和三螺旋的形成。这些修改使得可以调节与互补链的亲和性、提高对核酸酶降解的抵抗力，并合成用于基因组学中特定应用的功能分子。

2. 2004年：Makoto Koizumi的综述

在2004年，Makoto Koizumi综述了BNAs的性质，重点关注ENAs作为反义和抗原寡核苷酸（AONs）。他提出了这些化合物的可能作用机制，包括翻译阻滞、RNase H介导的mRNA降解和剪切阻滞。

3. 2012年：基于BNA的反义治疗物质的研究

Yamamoto等人在2012年证明了基于BNA的反义治疗物质对抑制肝脏PCSK9表达的效果，并成功降低小鼠血清LDL-C水平。这一发现支持了PCSK9作为高胆固醇血症治疗靶点的假设。研究人员还发现基于BNA的反义寡核苷酸在高胆固醇血症小鼠中诱导了降胆固醇的作用，同时观察到了一定程度的生物学相容性。

4. 2012年：2',4'-BNANC[NMe]类似物的研究

同年，该团队还报告了2',4'-BNANC[NMe]类似物在反义寡核苷酸中显示出显著更强的抑制活性，尤其在较短（13-16mer）寡核苷酸中更为明显。研究人员得出结论，该类似物可能是常规LNA的更好替代品。

这一系列研究表明，BNA技术在设计和合成寡核苷酸方面取得了显著的进展，为基因定位与检测领域提供了更灵活和高效的工具。

BNA技术的广泛应用：

 小RNA研究： BNA技术在小RNA研究中发挥着关键作用。由于其高结合亲和力和出色的单核苷酸差异识别能力，BNA寡核苷酸成为研究和理解小RNA功能及表达调控机制的有力工具。

 RNA适配体的设计和合成： BNA技术为RNA适配体的设计和合成提供了灵活性和高效性。通过调节BNA寡核苷酸的结构，可以实现对RNA结构和功能的精准调控，为RNA适配体的定制设计提供了更多选择。

 siRNA（小干扰RNA）： 在RNA干扰领域，BNA技术为siRNA的设计和合成提供了新的可能性。BNA寡核苷酸的高结合亲和力和生物稳定性使其成为强大的siRNA平台，可用于靶向基因沉默和基因表达调控。

 反义探针： BNA技术在反义探针的设计中展现了显著的优势。其高度选择性和特异性使BNA反义探针成为检测和研究目标RNA或DNA序列的理想工具，有助于研究基因功能和相关生物学过程。

 诊断： BNA技术在分子诊断领域发挥着关键作用。通过设计具有高度特异性的BNA寡核苷酸，可以实现对疾病标志物和基因突变的敏感检测，为精准医学提供了有力支持。

 分离： BNA技术在核酸分离和富集中具有独特优势。其高结合亲和力和对外酶的抵抗性使得BNA寡核苷酸能够高效地与目标核酸结合，为分离和富集特定序列提供了可靠的手段。

 微阵列分析： BNA技术在基因表达芯片和微阵列分析中得到了广泛应用。其优越的杂交性能和灵敏性使BNA寡核苷酸成为研究基因表达模式和调控网络的有力工具。

 Northern印迹： 在分析RNA表达水平和结构方面，BNA技术在Northern印迹中展现了独特的价值。其高效的RNA结合特性使得可以准确检测和量化目标RNA的表达水平。

 实时PCR： BNA技术在实时PCR中的应用为基因定量和表达分析提供了一种高效且可靠的手段。其在PCR过程中的出色性能使得可以获得准确的定量结果。

 原位杂交： BNA技术在原位杂交中有着广泛的应用，为研究细胞和组织中特定核酸序列的位置提供了高度特异性的探测工具。

 功能分析： 通过设计具有特定功能的BNA寡核苷酸，如抗基因抑制和反义研究，可以实现对基因功能的精细调控和深入分析。

 SNP检测： BNA技术在单核苷酸多态性（SNP）检测中具有显著的优势。其高度选择性的结合亲和力使得可以准确鉴定目标基因中的SNP，为个体基因组学研究提供了有效的工具。

 作为抗原： BNA寡核苷酸还可作为抗原，参与生物传感器、免疫学研究和药物研发等领域，为开发新型治疗和诊断手段提供了潜在途径。

BNA技术的广泛应用使其在生命科学研究和临床应用中成为不可或缺的推动力，为科学家和医生提供了丰富多样的工具和方法。这一多样性的应用范围不仅拓展了我们对基因定位与检测领域的认识，同时也促进了该领域的不断创新和进步。作为全球寡核苷酸合成领域的主要参与者之一，赛百盛致力于提供高质量的定制BNA服务，为科研人员提供强有力的支持，助推科学探索的成功。