DNA甲基化的电化学检测及其医学应用

本项目以 DNA 甲基化的电化学检测为研究目的。建立 DNA 甲基化电化学检测方法，包括：DNA 整体甲基化水平检测，特异位点甲基化状态电化学识别，以及多位点甲基化水平同时检测的电化学阵列芯片。建立动态检测 DNA 甲基化/去甲基化过程的方法。包括：研究 DNA 甲基化/去甲基化过程的控制方法，应用表面等离子体共振（SPR）和流动注射（FIA）等技术动态检测 DNA 甲基化/去甲基化过程。以已知基因 INK4A(p16) 启动子区域 CpG 岛为研究对象，定量描述肿瘤抑制基因甲基化/去甲基化的变化过程，研究活性分子（包括药物分子、小 RNA 分子和蛋白质分子等）对肿瘤抑制基因甲基化/去甲基化过程的影响，探索肿瘤抑制基因甲基化突变的电化学控制及其在肿瘤生长过程中的作用，为药物快速筛选及临床应用提供依据。本课题的研究必将丰富临床检验新技术，在临床医学和新药开发等方面具有重要理论意义和实用价值。

本课题以建立DNA甲基化的电化学检测方法为目的，取得以下几方面研究成果：（1）DNA整体甲基化检测研究：利用纳米材料的电催化性质，结合碱基互补配对原则，建立了免标记、免PCR扩增的方法，应用于p53肿瘤抑制基因中158号密码子整体甲基化检测；（2）DNA特异位点甲基化检测研究：利用限制性内切酶、DNA连接酶、化学氧化断链、以及分子信标的高效选择性，结合恒温指数扩增、量子点标记等信号放大策略，发展了系列DNA特异位点甲基化和多特异位点甲基化同时检测方法，实现对p53肿瘤抑制基因特异甲基化位点的快速、高灵敏检测；（3）新表观遗传修饰方式检测研究：应用核酸toehold交换原理，建立DNA羟甲基化（5-hmC）、甲酰化（5-fC）和羧甲基化（5-caC）同时检测技术；（4）甲基化/去甲基化过程酶活性动态检测研究：基于DNA长程电子转移原理，应用氧敏感MOF材料发展了甲基化转移酶（DNMT），TET蛋白活性实时检测技术；（5）与甲基化修饰过程调控相关的生物分子检测研究及生物信息学研究。研究工作发表SCI论文15篇，其中IF > 5.0论文10篇，包括Trends in Anal. Chem. 1篇，Anal. Chem. 3篇，Chem. Commun. 3篇，Biosens. Bioelectron. 3篇，申请发明专利3件。本课题的研究必将丰富临床检验新技术，在临床医学和新药开发等方面具有重要理论意义和实用价值。