分子生物学实验室 显示逆转录酶结构(白色)的图表，包括新生的cDNA链(红色)、XNA模板(绿色)和对XNA模板的逆转录至关重要的区域(蓝色和紫色)
学分:分子生物学实验室 反转录酶不仅是分子生物学的一些核心技术所必需的，而且通过合成、复制和进化异种核酸，在合成遗传学中发挥了关键作用
然而，对于大多数XNA化学物质，没有RT酶可用或现有酶活性低
LMB PNAC分部的菲利普·霍利格小组开发了一种新的定向进化方法来提高任何核酸化学的逆转录酶活性，并发现了一组新的最佳逆转录酶
XNAs是像脱氧核糖核酸或核糖核酸一样的遗传聚合物，但糖环、碱基或骨架发生了改变
尽管有这些不同的化学物质，它们仍然能够储存和传递遗传信息，并能像核糖核酸酶(也称为核酶)一样发挥酶的功能
它们也可以像抗体一样，作为适体，以高特异性和亲和力结合蛋白质
这些功能和不同化学性质导致的不同性质意味着XNAs在生物技术和医学中有着广泛的应用
然而，XNA适体和XNAzymes的产生受到缺乏高保真逆转录酶的限制
什么是逆转录？ 所谓的分子生物学中心法则的第一步是转录脱氧核糖核酸以产生核糖核酸
核糖核酸也可以被反向转录以产生脱氧核糖核酸，合成逆转录酶可以接触到脱氧核糖核酸
通过使科学家能够将核糖核酸转化为脱氧核糖核酸，逆转录酶使科学家能够更容易地通过逆转录聚合酶链反应和核糖核酸序列等核心技术研究细胞内转录的基因，从而研究哪些基因是“开启的”
除了在研究中的应用，这种能力也用于医学测试，如检测病毒核糖核酸的存在，包括在新冠肺炎测试中
为了解决高保真逆转录酶的缺乏，吉利恩·霍利汉和菲利普团队的其他人开发了一种新的定向进化技术，从而发现了一组新的最佳逆转录酶，可以更准确、更有效地解码遗传信息
重要的是，这种新方法与任何核酸化学都兼容，并且它们的发现包括用于XNA化学的新的逆转录酶，以前不存在这种酶
在新的逆转录酶中，第一种酶能够在XNA逆转录过程中主动校对，提高准确性
高保真核糖核酸逆转录酶将在研究和生物技术中有直接的应用，因为它们将在分析细胞或病毒核糖核酸时提供更高的测序准确性
改进的核酸适体活性可能有助于开发新型核酸适体，这种核酸适体可用于多种疾病的诊断和治疗
作为一个具体的例子，这项工作包括在反义寡核苷酸药物nusinersen中使用的XNA化学的第一个逆转录酶，该药物已获得美国食品和药物管理局和欧洲药品管理局对治疗脊髓性肌萎缩症的批准
这种逆转录酶的发现为量化这种药物在患者体内的水平和半衰期提供了可能性，这可能有助于治疗
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