單分子測序與表觀遺傳檢測研究取得進展

　　生物體的遺傳信息主要由脫氧核糖核酸（DNA）上腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鳥嘌呤（G）四種堿基的排列順序所承載和傳遞。DNA堿基突變與表觀遺傳學異常的精準識別，對于腫瘤早篩、遺傳病診斷至關重要。

　　近日，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所在單分子測序與表觀遺傳檢測領域取得進展。團隊開發出基于三苯胺共價有機框架納米片（TPA CONs）新型單分子堿基傳感技術，實現堿基精準分辨與DNA甲基化定量分析。

　　團隊通過分子模擬和實驗聯合證實，該納米片對四種堿基的吸附親和力遵循T>G>A>C的規律，靜電相互作用貢獻約70%的吸附能，成為選擇性識別的核心驅動力。結合光誘導電子轉移熒光淬滅效應，T富集序列可觸發顯著熒光淬滅，而C富集序列則保持強熒光信號，構建出無需復雜修飾、無需高端測序儀的單堿基分辨熒光傳感平臺。

　　研究團隊進而創新性地將這一發現應用于DNA甲基化定量檢測。通過亞硫酸氫鹽轉化與PCR，將甲基化C保留、未甲基化C轉化為T，直接以熒光強度定量甲基化水平。在乳腺癌細胞中，該方法實現human estrogen receptor α基因甲基化檢測，檢出限低至2.4%，可分辨僅相差兩個CpG位點的細微序列差異。

　　研究團隊與合作者將拓展至肝癌臨床樣本堿基序列檢測，針對人類EYA2基因甲基化進行分析。結果顯示，該方法可成功對甲基化水平不同的樣本進行區分，與金標準焦磷酸測序結果高度吻合。與焦磷酸測序、qMSP相比，該策略無需昂貴試劑、無需特異性探針設計。

　　該創新工作可直接實現單分子堿基識別與DNA甲基化的定量測序，闡明COF—堿基相互作用的分子機制，突破傳統測序與傳感的技術局限。該方法不僅適用于甲基化檢測，還可拓展至單核苷酸多態性、基因突變、插入缺失等遺傳變異分析，為下一代低成本便攜式單分子測序與腫瘤表觀遺傳診斷芯片開辟了新途徑。

　　相關研究成果發表在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、江蘇省前沿技術研發計劃等的支持。