随着纳米技术的快速发展，DNA组装系统已成为活细胞分析和纳米生物医学研究的重要工具。DNA探针和药物通过细胞对纳米材料的胞吞作用入胞，并发挥监测与调控功能。然而，现有的DNA纳米系统忽视有序组装、正确构象折叠以及功能激活，严重制约了胞内DNA催化结构的形成，难以执行信号放大反应，无法满足低丰度标志物的分析需求。
我院教师在活细胞DNA组装与催化放大研究取得重要进展
近日，针对上述挑战，西安交通大学生命学院赵永席教授研究团队设计并制备了一种MnO2 nanosheet/DNAzyme(nanozyme)系统，提高DNAzyme组装效率和催化活性，实现胞内DNA回路反应与信号放大。该MnO2 nanozyme由单层MnO2纳米片吸附多种DNA模块而形成，易于进入细胞。胞内的还原物质如谷胱甘肽可将MnO2纳米片还原成Mn2+，而Mn2+作为DNAzyme cofactor促进有序组装、构象折叠，并显著提升催化活性。目标修复蛋白识别并酶切相应的损伤DNA模块，启动组装与催化反应，最终形成DNA回路，放大荧光信号，提高肿瘤细胞低丰度修复蛋白的分析灵敏度。设计并使用可识别不同损伤的DNA模块，制备多功能的MnO2 nanozyme，可用于监测其他修复蛋白与通路。相比于MnO2 nanozyme，传统DNAzyme系统胞内组装效率低、催化活性不足，不能引起明显的细胞成像信号。
以上研究成果已发表于材料领域著名学术期刊Advanced Functional Materials（IF: 12.124），论文题目为“Fabricating MnO2Nanozymes as Intracellular Catalytic DNA Circuit Generators for Versatile Imaging of Base-Excision Repair in Living Cells”（链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201702748/abstract）。赵永席教授为通讯作者，青年教师陈锋博士为第一作者，博士研究生白敏完成主要实验工作，西安交通大学生命学院生物医学信息工程教育部重点实验室为该论文的唯一单位。该工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费以及西安交通大学“青年拔尖人才支持计划”等项目的资助。
赵永席教授研究团队（http://gr.xjtu.edu.cn/web/yxzhao）一直致力于生物分析化学与纳米生物技术等领域的研究。近三年来，在Chemical Reviews（IF: 47.928）、Advanced Functional Materials (IF: 12.124)、Chemical Science (IF: 8.688)、Journal of Materials Chemistry A（IF: 8.867）、Analytical Chemistry (IF: 6.320 )、Biosensors and Bioelectronics (IF: 7.78)、ACS Applied Materials & Interfaces（IF: 7.504）等国际权威刊物发表SCI论文21篇，其中IF>10论文2篇、6
