DNA甲基化检测的电化学生物传感新方法研究

基因组甲基化是指在甲基转化酶催化下，基因组DNA序列中胞嘧啶－鸟嘌呤二核苷酸（CpG）的胞嘧啶环5位碳原子被甲基化形成5-甲基胞嘧啶（5mC）的现象。人类的许多重大疾病如癌症、遗传性疾病都与基因组甲基化密切相关,因此，DNA甲基化检测与分析已成为阐明正常和病理基因表达机制以及遗传疾病、癌症等诊断与预后的重要依据。本项目拟以脆性X染色体综合症相关的CpG岛为模型，针对CpG岛由于富CG区域而难以进行聚合酶序列放大这一瓶颈问题，以连接酶和侵入结构内切酶生物识别为基础，探索建立非甲基化胞嘧啶转化单核苷酸二态性的鉴别机制及相关信号放大方法；以互补结构内切酶与结合蛋白识别为基础，发展非甲基化或甲基化序列降解或保护反应机制与相关高灵敏电化学信号转换技术，在此基础上，构建快速、高灵敏度、高特异性DNA甲基化检测的生物传感新方法，为癌症、遗传病等重大疾病相关机理与分子诊断研究构建简便实用的新技术平台。

本项目以脆性X染色体综合症相关的CpG岛为模型，针对CpG岛由于富CG区域而难以进行聚合酶序列放大这一瓶颈问题，以连接酶和侵入结构内切酶生物识别为基础，探索建立非甲基化胞嘧啶转化单核苷酸二态性的鉴别机制及相关信号放大方法；以互补结构内切酶与结合蛋白识别为基础，发展非甲基化或甲基化序列降解或保护反应机制与相关高灵敏电化学信号转换技术，在此基础上，构建快速、高灵敏度、高特异性DNA甲基化检测的生物传感新方法，为癌症、遗传病等重大疾病相关机理与分子诊断研究构建简便实用的新技术平台。目前已顺利完成了计划内容，同时，在项目进展的后期，结合国际前沿的发展方向，开展了包括石墨烯－多肽交联物用于细胞内蛋白酶活性成像，基于滚环扩增纳米金组装的单碱基突变检测新方法，脂质体滚环放大免疫传感新方法等一系列其他的生物分析新方法。在Angewandte Chemie International Edition（1）、Analytical Chemistry （3）、Chemical Communication （1）、Biosensor and Bioelectronics （3）等国际SCI期刊上发表论文十篇，申请发明专利八个，研究成果获得广泛关注。