名古屋大学 图1:分别由丝氨酸和苏氨酸组成的系统神经酰胺和左旋氨甲环酸能与核糖核酸杂交
本研究确定了胡格斯坦碱基对稳定的左旋aTNA/RNA和SNA/RNA异源双链体二聚体的晶体结构
信用:神宫幸子 随着医学研究的进展，传统的治疗方案正在迅速耗尽
治疗对常规药物没有反应的疾病的新方法是当前的需要
在寻找这些方法的过程中，科学已经转向广泛的潜在答案，包括人工核酸
人工或异种核酸类似于天然存在的核酸(想想脱氧核糖核酸和核糖核酸)，但完全是在实验室生产的
异种核酸对于基于核酸的药物的开发是必不可少的
为了有效，它们需要能够稳定地结合天然核糖核酸(一种细胞单链形式的脱氧核糖核酸，对所有身体过程都至关重要)
然而，尚不清楚核糖核酸是如何与这些异种核酸杂交的
日本研究人员的一项新研究揭示了这一机制，为开发潜在的革命性核酸药物打开了大门
在他们发表在《通讯化学》杂志上的实验研究中，研究小组能够确定与人工核酸serinol核酸(SNA)或L-苏烯醇核酸(L-aTNA)杂交的RNA的三维结构，L-苏烯醇核酸是少数能够与天然RNA有效结合并形成双链体的异种核酸中的两种
这项研究是名古屋大学工程研究生院、名古屋市立大学药物科学研究生院、国立自然科学研究所生命与生命系统探索研究中心和大阪大学工程研究生院的研究人员合作的成果
像DNA和RNA这样的天然核酸有一个糖磷酸“骨架”和氮基成分；虽然系统网络分析和左旋氨甲环酸中的氮基成分保持不变，但它们有一个以氨基酸为基础的骨架
SNA和L-aTNA与其他人工核酸相比具有结构简单、易于合成、水溶性好、抗核酸酶能力强等优点
这些特性使它们更适合开发核酸药物
“由于核酸合成酶和左旋腺苷脱氨酶可以结合天然核酸，我们想知道稳定核酸合成酶或左旋腺苷脱氨酶和核糖核酸之间双链结构的关键是什么，”博士说
这项研究的首席科学家上屋幸子说，“因此，我们开始着手确定三维结构
" 他们发现分子内(分子内)相互作用对于保持由无环核酸和核糖核酸形成的螺旋(扭曲)双链结构的稳定很重要
虽然天然核酸的螺旋结构是A型的，这意味着它们向右扭曲，但这些合成的双链结构似乎以垂直的方式排列，导致螺旋的每一圈之间的面积更大
此外，如图1所示，他们通过“胡格斯坦碱基对”相互作用获得了由左旋aTNA或SNA和核糖核酸组成的三链结构
这些发现对许多我们迄今为止认为是生物学基础的东西提出了质疑
与目前公认的知识相反，天然核酸骨架中的糖核糖似乎不是形成稳定双链体所必需的
那大自然为什么要选择核糖呢？“这也许可以通过未来对螺旋结构的研究得到更好的答案，”博士说
神谷
目前，她的团队很高兴他们的发现开辟了更多的药物开发途径
“对这些双链体的结构理解可以帮助我们设计出基于核酸的药物
我们希望通过这些发现，核酸药物的开发将会加速，”她说
当然，这些见解超越了医学应用
核酸是所有生物“构造”的蓝图，但我们意识到它们的许多秘密仍未被发现
这些发现揭示了核酸的一个小而重要的章节
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