基于DNA甲基化电化学纳米传感技术的TET酶活性分析新方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21778041
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    王芳
  • 依托单位：
    武汉大学
  • 学科分类：
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The elucidation of DNA demethylation mechanism is considered to be one of the most important scientific discoveries in the past ten years. Scientific research has proved that TET activity and DNA methylation are responsible for cancer. Many evidences show that TET and 5hmC/5mC may be new tumor markers. However, now rare methods of activity assay for TET has been reported. The present methods need expensive equipment or complicated operation, which limits its application in clinical field. So based on the merits of fast and high sensitivity of nano-sensing technology and high selectivity of chemical probes to DNA methylation, the project is proposed to develop a simple and rapid TET activity assay method by DNA methylation recognition. In addition, we will study the effect of anti-cancer drugs on TET activity and application to activity assay of TET in/out of leukemic cell lysates. There is no literature report of the TET activity assay by nano bioelectro-sensing technology, which encourages us to optimize the accuracy and sensitivity of nano-sensor by using nanoparticles and multi-functional nano-film, or chemical probes with electrochemical activities. This project can make up the deficiency of present TET activity assay methods, and is beneficial to the application of electrochemical nano-sensing technology in biology and medicine field.
DNA去甲基化机制的阐明被认为是近十年来最重要的科学发现之一。诸多证据显示TET蛋白(Ten-eleven translocation)与5-(羟)甲基胞嘧啶都将可能成为新的肿瘤分子标志物。然而，目前TET酶活性分析方法稀缺，或涉及昂贵的仪器试剂，或要求严苛的实施条件/步骤，难以满足快速的测试需要，将限制其在医学临床上的广泛使用。本项目拟利用快速、灵敏的电化学纳米传感技术，基于DNA甲基化检测模式，筛选特异性识别甲基化的小分子探针，建立简单、易用的TET酶活性分析新方法，并以白血病为模型，考察抗肿瘤药物对TET酶活性的影响，在细胞内、外进行方法学验证。电化学纳米传感技术用于TET酶活性分析的方法尚未见文献报道，我们可通过优化纳米传感器性能、电化学改性小分子探针等手段提升现有DNA甲基化传感器的灵敏度及准确度，弥补TET酶活性分析方法的不足，推动电化学纳米传感技术在生物医药领域中的应用。

结项摘要

众多研究表明TET蛋白(Ten-eleven translocation)与5-(羟)甲基胞嘧啶等核酸特殊碱基可能成为新肿瘤分子标志物，因此相关酶活性分析及碱基含量检测方法的研究具有重要科学意义与应用价值。本项目结合纳米材料电催化及信号放大的功能和电化学传感技术快速高灵敏度的特点，开展并完成了以下主要研究内容：（1）、筛选出特异识别DNA及RNA甲基化的小分子探针，构建了几种新型核酸生物传感器，实现了DNA及RNA甲基化信息的快速识别与检测；（2）、改进了核酸链在电极上的固定化方法，该方法已获批中国发明专利，此方法突破了传统核酸传感器因使用特定序列探针而导致在实际生物样品中使用受限的局限性；（3）、利用TET酶的羟甲基化功能，建立了多种简单、灵敏的TET酶活性分析方法，考察了已知抗肿瘤药物对TET酶活性及DNA甲基化水平的影响，并将其应用于相关药物的筛选。以上研究内容弥补了TET酶活性分析方法稀缺，或涉及昂贵的仪器试剂，或要求严苛的实施条件/步骤，难以满足快速测试需要的不足，推动了电化学纳米传感技术在生物医药领域中的应用。项目执行期间发表标注论文16篇，其中有4篇被选为当期封面论文（两篇第一标注：Analytical Chemistry与Analyst）；授权专利1项；培养硕士生8名；

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Fluorescence assay based on the thioflavin T-induced conformation switch of G-quadruplexes for TET1 detection
基于硫黄素 T 诱导的 G-四链体构象转换的荧光测定用于 TET1 检测
  • DOI：
    10.1039/d1an00109d
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Analyst
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Chen Xue;Cheng Ying;Wang Yafen;Tang Jing;Wang Fang;Chen Zilin
  • 通讯作者：
    Chen Zilin
4-Thiouridine-Enhanced Peroxidase-Generated Biotinylation of RNA.
4-硫尿苷增强的过氧化物酶产生的 RNA 生物素化。
  • DOI：
    10.1002/cbic.202000567
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    ChemBioChem
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Huang Jinguo;Zhao Ruiqi;Qin Shanshan;Yang Shixi;Li Wei;Mo Jing;Wang Fang;Du Yuhao;Weng Xiaocheng;Zhou Xiang
  • 通讯作者：
    Zhou Xiang
TRADES: Targeted RNA Demethylation by SunTag System.
TRADES：SunTag 系统的靶向 RNA 去甲基化
  • DOI：
    10.1002/advs.202001402
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Mo J;Chen Z;Qin S;Li S;Liu C;Zhang L;Ran R;Kong Y;Wang F;Liu S;Zhou Y;Zhang X;Weng X;Zhou X
  • 通讯作者：
    Zhou X
Assay for TET1 activity and its inhibitors screening with signal amplification by both nanoparticles and Ru(III) redox recycling
通过纳米颗粒信号放大和 Ru(III) 氧化还原回收来测定 TET1 活性及其抑制剂筛选。
  • DOI：
    10.1016/j.jpba.2021.114228
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Cheng Ying;Tang Jing;Chen Xue;Wang Fang;Chen Zilin
  • 通讯作者：
    Chen Zilin
Highly sensitive detection of 6mA at single-base resolution based on A–C mismatch
基于 A–C 错配的单碱基分辨率下 6mA 的高灵敏度检测
  • DOI：
    10.1039/d1an00918d
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Analyst
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Li Wei;Yang Hongmei;Wang Yafen;Weng Xiaocheng;Wang Fang
  • 通讯作者：
    Wang Fang

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其他文献

GISと言語類型論 - 世界言語地図に基づく言語研究
GIS 和语言类型学 - 基于世界语言地图的语言研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2006
  • 期刊：
    一般言語学論叢 9
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石海青(石井望の筆名);王芳;山本秀樹;乾秀行;山本秀樹;山本 秀樹
  • 通讯作者：
    山本 秀樹
書評・紹介:Martin Haspelmath, Matthew S. Dryer, David Gil and Bernard Comrie (eds.), The World Atlas of Language Structures.
书评/简介：Martin Haspelmath、Matthew S. Dryer、David Gil 和 Bernard Comrie（编辑），《世界语言结构地图集》。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2006
  • 期刊：
    言語研究 130
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石海青(石井望の筆名);王芳;山本秀樹;乾秀行;山本秀樹;山本 秀樹;山本 秀樹
  • 通讯作者：
    山本 秀樹
Effect of exopolysaccharides from lactic acid bacteria on the texture and microstructure of buffalo yoghurt
乳酸菌胞外多糖对水牛酸奶质构和微观结构的影响
  • DOI：
    10.1016/j.idairyj.2013.08.007
  • 发表时间：
    2014-02
  • 期刊：
    International Dairy Journal
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    杨同香;吴孔阳;王芳;梁晓琳;刘清苏;李冠霖;李全阳
  • 通讯作者：
    李全阳
基于激波管校准的冲击波压力传感器动态特性研究
  • DOI：
    10.14177/j.cnki.32-1397n.2017.41.03.009
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    南京理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨凡;孔德仁;姜波;孔霖;王芳
  • 通讯作者：
    王芳
TRIM33基因对人胃癌细胞SGC-7901增殖及迁移的影响及意义
  • DOI：
    10.11855/j.issn.0577-7402.2022.03.0219
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    解放军医学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴晓婷;路志国;田金成;张卓阳;曹相玫;王芳
  • 通讯作者：
    王芳

其他文献

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王芳的其他基金

激光诱导石墨烯柔性电化学传感器用于核酸表观遗传修饰定量检测
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激光诱导石墨烯柔性电化学传感器用于核酸表观遗传修饰定量检测
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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