自模板引物驱动等温扩增技术实现便捷DNA水凝胶合成及其在骨组织再生中的应用研究

《Advanced Materials》：Convenient DNA Hydrogel Synthesis via Self-Templated Primer-Driven Isothermal Amplification

来自国内的研究团队针对DNA框架水凝胶功能调控策略缺乏与制备成本过高的问题，开发了自模板引物驱动的等温扩增技术。该技术可在无模板条件下通过12 nt短链引物触发超快核酸串联重复复制（65°C/30 min），成功实现强度可调的多功能DNA-framed hydrogels规模化制备，为骨组织再生等治疗领域提供新方案。

　　

作为新兴的功能性纳米材料，DNA水凝胶(DNA hydrogels)在临床诊断与治疗领域展现出巨大潜力。根据组成差异，DNA水凝胶可分为两类：以DNA分子作为结构框架的DNA框架水凝胶(DNA-framed hydrogels)和与其他框架聚合物交联的类型。DNA框架水凝胶在生物相容性(biocompatibility)和免疫原性(immunogenicity)方面具有独特优势，但功能调控策略的缺失与高昂的制备成本严重制约了该领域发展。

为解决这些局限，研究团队设计了一种自模板引物(self-templated primer)。值得注意的是，在无需添加模板的条件下，仅需50 nM浓度，该引物即可在65°C立即触发超快核酸串联重复复制(tandem repeat replication)，反应在约30分钟内完成。通过反应机制分析，证明这种高效等温扩增策略(isothermal amplification)适用于DNA纳米材料的大规模生产。此外，由于自模板引物长度较短（如12 nt），可轻松整合到DNA自组装模块中，用于制备强度可调的多功能DNA框架水凝胶，在治疗应用（如骨组织再生(bone tissue regeneration)）中展现巨大价值。

作者声明无利益冲突(Conflict of Interest)。