11月23日, Analytical Chemistry(分析化学,美国化学会期刊,IF=6.986)发表了武汉大学药学院王芳副教授与陈子林教授课题组在核酸特殊修饰碱基5-甲酰基尿嘧啶(5fU)检测方面取得的新成果,论文题目为“Highly Selective Electrochemical Detection for 5-Formyluracil Relying on (2-Benzimidazolyl) Acetonitrile Labeling”。武汉大学药学院2019级硕士研究生唐静和武汉大学化学与分子科学学院2018级博士研究生邹光容为该论文的并列一作,王芳副教授和陈子林教授为通讯作者,武汉大学为唯一作者单位。该研究得到了国家自然科学基金资助。论文链接:10.1021/acs.analchem.1c03389,被选为当期Supplementary Cover论文。
核酸中除了5种基本碱基外,还有许多自然修饰的特殊碱基,如DNA中胞嘧啶上的甲基化修饰等,这些特殊修饰的碱基参与了广泛的生物过程,包括基因调控、细胞分化、胚胎发育和基因组印记等。近年来,越来越多丰度更低的特殊碱基被陆续发现,如5-羟甲基尿嘧啶(5hmU)和5-甲酰基尿嘧啶(5fU)。5fU被认为是胸腺嘧啶的主要氧化损伤产物,可通过紫外线照射、γ-照射、活性氧攻击等途径产生。5fU具有化学不稳定性和致突变性,可导致基因错配、基因编码异常、蛋白质-DNA相互干扰、DNA功能紊乱等特点,开发高效、精准5fU检测方法具有极其重要的科学研究和实际应用价值。
本文提出了一种基于2-苯并咪唑基乙腈标记的高选择性电化学传感策略并成功应用于gDNA中5fU的特异性检测,该方法具有电化学传感灵敏度高、azi-BIAN对5fU分子识别的特异性好、有效避免5fC和AP位点干扰等优点。此外,T4 PNK酶的末端标记避免了核酸序列的限制,弥补了常见的电化学传感策略中需要使用已知序列作为捕获探针的不足。该方法的建立为核酸甲基化检测提供了电化学分析新途径。
图:5fU的电化学检测示意图
Supplementary Cover