什么是适配体?
大约30年前，由杰克·绍斯塔克(Jack Szostak)和拉里·戈尔德(Larry Gold)领导的两个独立小组开发出了选择和扩增RNA序列的方法，这些序列可以非常具体地与目标分子结合。使用一种称为通过指数富集配体系统进化的技术(塞莱克斯),一些1010寡核苷酸可以被筛选，因为他们的亲和范围广泛的非核苷酸目标。这些RNA分子具有很高的特异性和亲和力，最终被称为寡核苷酸适配子，源自拉丁语阿普图斯，意思是“适合”。SELEX也可以用来对DNA适配体进行分类，在接下来的20年里，这些基于核苷酸的配体结合物将被证明是高度适应性的工具。
适配子灵活性的关键在于其广泛的靶点，包括蛋白质、肽、氨基酸、药物、金属离子和细胞（甚至致病细菌）这一范围是可能的，因为适配子可以折叠以结合其目标分子，如金属离子，或折叠以结合其自身到更大的目标分子，如蛋白质。这种灵活性使适配子成为理想的应用对象生物传感器．适配体生物传感器被用于多种应用，包括检测环境污染物，药物发现和疾病诊断．
作为生物传感器，适配体与基于氨基酸的抗体和酶相比有一些重要的优势，例如:
- 设计与选择因为目标基本上是可以实现的体外；
- 易于重复的商业合成（我们这些使用抗体进行诊断的人知道得到“坏批次”是多么令人沮丧）；
- 可定制的灵敏度和检测-由于它们在靶结合后经常发生构象变化，因此适配子在作为生物传感器实际“报告”时具有高度的可定制性。
使寡核苷酸适配子发光
适配体的灵活性意味着它们可以和或一起使用作为研究人员在荧光可视化技术中使用寡核苷酸已有几十年的历史，其中最著名的是荧光可视化技术原位杂交(FISH)，其中荧光团连接抗体用于可视化RNA。然而，这种技术的低信噪比可能是有问题的。设计良好的适配体可以帮助减少这种背景，从而改进传统的可视化技术。此外，它们令人难以置信的多功能性打开了适配体用于许多全新的应用，包括基于适体的荧光生物传感器．
Aptabeacons
荧光共振能量转移(FRET)技术研究和应用已有半个多世纪的历史;Addg188博金宝官网ene博客有一个优质底漆和专家的建议在担心技术。通过将标准供体/受体FRET技术与适配子结合，aptabeacons(或aptatags)诞生了。Aptabeacons可以通过许多不同的方式产生，但一般的前提是，一个非结合状态的aptamer包含一个荧光团和一个近距离的猝灭体。例如，在RNA茎环结构中，荧光团和猝灭剂可能形成茎的基部(见图1a)。当适体与其配体结合时，茎环被破坏，荧光团附近的猝灭剂被移除，随后导致一个阳性信号。对于依赖二聚活化的荧光团，也可以达到同样的效果，只是在这种情况下，配体结合会将相关末端结合在一起，而不是将它们分开(图1b)。人们还可以制造“信号关闭”生物传感器，其中的适体发出荧光直到它们与适当的配体结合，但依赖于缺乏荧光读取可能使这种方法在大多数应用中不太敏感。
发光适配体(或用蔬菜发出荧光)
虽然aptabeacons可以用作强大的生物传感器，结合蛋白荧光团和猝灭体仍然相对笨重。与蛋白质相比，寡核苷酸的优点之一是其模块性，一旦适体与蛋白质荧光结合，其模块性就会丧失。转录和翻译蛋白荧光团也需要时间——在时间敏感的检测分析中，使用仅含寡核苷酸的传感器跳过翻译可以节省宝贵的几分钟。
1999年，格列特和威尔逊将激光切割和结合复合孔雀石绿(MG)的RNA适配体配对，创造了一种基于非蛋白质的可视化技术。最终，事实证明，MG对许多人来说毒性太大体内但这项工作证明了一个概念，即RNA可以在成对荧光团蛋白质之外诱导荧光。几年后，萨米Jaffrey的实验室利用他们对GFP荧光性质的深入了解，创建了一个改进的荧光适配体系统。知道了GFP的结构可以稳定4-羟基苄基咪唑啉酮(HBI)类化合物，允许它发出荧光后，杰弗瑞实验室提出了一个问题:RNA配体可以做同样的事情吗?
使用相对低荧光的HBI衍生物3,5-二氟-4-羟基苄基咪唑啉酮(DFHBI)体内Jaffrey实验室利用SELEX找到了一种98 nt的RNA适体，这种适体可以结合荧光原并增加其荧光，基本上模仿GFP。尽管称为菠菜的适体需要比其蛋白质当量更长的暴露时间，并且由于其RNA性质而不太稳定，但它为新的生物传感器可能性铺平了道路。例如，进一步选择含有目标代谢物的菠菜产生一种适体，该适体仅在存在该代谢物的情况下与DFHBI结合（图2）。
菠菜最终演变成了Spinach2，一种更稳定、更明亮的适体，但仍有局限性体内。使用SELEX和荧光激活细胞分选(FACS)的组合大肠杆菌Jaffrey小组用适体库进行转化，选择了一种49核苷酸的适体，他们称之为花椰菜。作为SELEX和FACS的产物，花椰菜在细胞中固有地更稳定。新的适配子也比其菠菜祖先具有更高的熔化温度，并且对镁的依赖性更低。尽管最初在真核生物中仍然不稳定，但Jaffrey实验室已经开发出新的基于RNA的支架来容纳和稳定花椰菜盒，从而将其应用扩展到哺乳动物细胞中。他们还二聚西兰花进一步增强其生物传感器能力(见图1b)。
适体荧光体的未来
杰弗瑞实验室和其他人继续完善他们的选择技术，以提出新的颜色(图3)，如萝卜和胡萝卜，并进一步手段，以增加适体稳定性和减少背景体内核酸适体的性质使其成为研究RNA修饰酶（如RNA去甲基酶FTO和ALKBH5）的优秀候选。它们的易生产性也使其成为微阵列和生物芯片高通量分析的重要组成部分。最终，只有一些应用适合于基于适体而非基于蛋白质的荧光团的离子，包括：
- 温度较高的环境，因为蛋白质可以变性，而适配子更稳定，可以经历变性/复性循环。
- 在活的有机体内蛋白氟可能触发免疫反应的试验。一般来说，核苷酸的免疫原性远不如蛋白质。
- 需要识别不产生免疫反应的离子或特别小分子的试验。这些小配体可以选择适配体。
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参考资料：Addgene.org
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