偶氮苯修饰的发夹DNA对RNA转录的光调控

通过偶氮苯的光异构化作用影响生物大分子的结构和功能是近年的热门研究课题。我们前期发现偶氮苯光控制DNA聚合酶的活性而调控引物的延伸。本文围绕遗传信息传递的转录过程，研究偶氮苯对RNA聚合酶反应的光调控。将4，4'-二羟甲基偶氮苯修饰在RNA转录的非模板链的T7启动子端，并连接5、7、9、11 nt的4种长度保护链。探究它们的光异构化能力以及RNA转录的光调节情况，结果发现偶氮苯修饰非模板链的DNA模板与T7 RNA聚合酶反应在紫外光响应下转录效率明显增加，RNA转录产物对于设计的5 nt长度的T7NC，从光照前3.4%增加到光照后21.4%，大约有6.25倍的变化。同样，对于含有T7NC1、T7NC2和T7NC3的DNA模板，紫外光照后其指导的RNA转录产物也有所增加，增加的效率分别为4、3和1.25倍。因此，我们设计的非模板链上通过偶氮苯连接5个碱基的发夹结构与模板链组合指导的RNA转录具有最佳的光控效果。本研究的重要价值在于发现了偶氮苯光活性修饰参与生命活动的模板序列，研究结果可有效应用于核酸药物的开发与应用。     

偶氮苯修饰的DNA对引物延伸的光调控

研究偶氮苯单元修饰在核酸上控制引物延伸的行为。系统地筛选5、6、7和8个碱基的保护链通过4，4'-二羟甲基偶氮苯连接的25 mer DNA模板，并研究其在紫外光照前后调控的引物延伸效率。结果表明，具有7个保护碱基的C3对Pri.15和6个碱基短链的C2对Pri.17都具有较好的光调控延伸效果。其中C3，在Vent酶作用下紫外光照后引物延伸效率增加1倍以上。而C2，尽管紫外光照前增加了引物延伸的背景，在Vent酶催化下紫外光照射后的延伸产率达到91.4%，比紫外光照前增加84%。本工作为分子水平上研究基因功能、基因表达网络以及疾病的发生和发展提供了一种新的策略和研究手段。