基于尺蠖型肽核酸-PEG偶联物的错配敏感DNA杂交技术及其在点突变精准检测中的应用

【编辑推荐】本研究通过热力学分析（UV熔解曲线/圆二色谱）揭示尺蠖型PNA-PEG偶联物（i-PPc）对DNA点突变的"全或无"式精准识别机制。其独特结构（高/低稳定性PNA片段通过柔性PEG连接）在生理条件（37°C）下仍保持单碱基分辨力，为核酸分子诊断提供新型工具。

　　

亮点

• 尺蠖型PNA-PEG偶联物（i-PPc）展现"数字式"单碱基识别能力

• 高/低稳定性PNA片段协同作用实现精准杂交调控

• 生理温度（37°C）下仍保持完美错配分辨力

结论

本研究表明，尺蠖型PNA-PEG偶联物（i-PPc）在DNA序列识别中展现出卓越的单核苷酸突变特异性，并具有独特的 thermodynamic（热力学）和结构特征。通过结合UV熔解分析和圆二色谱技术，我们揭示了i-PPc与靶标DNA杂交过程中的热力学参数和构象动态变化规律。结果显示，i-PPc_FM（完全匹配型）能形成稳定 duplex（双链体），而单碱基错配序列则完全无法杂交。这种"开关式"行为源于其创新结构设计——通过柔性PEG linker（连接子）耦合的两个PNA片段分别具有差异化的 duplex 形成能力：高稳定性片段作为突变识别"分子探针"决定序列特异性，而低稳定性片段仅在高稳定性片段成功杂交时才协同增强整体稳定性。该发现为开发新一代核酸分子诊断工具提供了理论支撑，特别是在癌症相关基因突变（如KRAS^G12D）和药物基因组标记检测方面具有重要应用前景。

作者贡献声明

樱井俊彦：论文撰写/课题设计/实验实施/数据分析/经费获取

滨下勇介：数据采集/分析验证

柴田贵弘：数据采集/分析验证

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务或个人利益冲突。

致谢

本研究受Canon基金会"产业基础设施创造"研究资助计划、日本学术振兴会（JSPS）科研费（项目编号23550243）支持。资助机构未参与研究设计、实施和成果解读。