aBIOTECH | 安徽农业大学凌俊杰团队开发核酸适配体筛选新技术BOSS

适配体 (aptamer) 是一类能够高亲和力、高特异性结合靶标分子的单链DNA或RNA分子，在合成生物学、生物传感和临床诊断等领域具有广泛应用前景。然而，传统的适配体筛选方法——指数富集配体系统进化技术 (SELEX) 往往需要10~15轮反复筛选，周期长、操作繁琐，且易产生非特异性结合，限制了植物蛋白适配体的开发与应用。

近日，安徽农业大学生命科学学院凌俊杰教授团队在aBIOTECH 发表了题为“One-step selection of high-affinity COP1 aptamers”的研究论文。该研究开发了一种基于磁珠的一步法适配体筛选技术——BOSS (Bead-based One-Step aptamer Selection)，并以拟南芥光形态建成的核心抑制因子COP1为靶标，成功筛选出具有纳摩尔级亲和力的特异性DNA适配体，为植物合成生物学和光遗传学提供了新型分子工具。

为高效筛选针对COP1的DNA适配体，该研究将AtCOP1的RING结构域固定于Ni-NTA磁珠上，与随机单链DNA文库共同孵育60小时，期间每12小时更换一次清洗缓冲液，共更换5次，以去除低亲和力或非特异性结合的序列（图1A）。经过高通量测序/进化树分析和实验验证，最终成功获得了COP1的适配体Lib1-9（图1B-D）。

图1. BOSS方法筛选适配体的流程及分析

酶联寡核苷酸吸附测定 (ELONA) 结果显示，Lib1-9与AtCOP1-RING结构域的解离常数 (Kd) 为11.14 nM（图1C, D），而对来自真菌 (Rhizocosmarium globosum)、茶树 (Camellia sinensis) 和人类 (Homo sapiens) 的COP1同源蛋白基本不发生结合，显示出较好的特异性（图1E）。为进一步优化适配体长度，作者根据预测的二级结构对Lib1-9进行了截短，发现仅保留核心可变区 (ΔLR) 的截短体维持了完整的结合能力 (图1F, H)。凝胶迁移实验进一步证实了Lib1-9与AtCOP1-RING的直接相互作用 (图1I)。

在活细胞层面，研究者将Cy5荧光标记的Lib1-9与表达YFP-NLS-AtCOP1的转基因拟南芥幼苗共孵育12小时，共聚焦显微镜观察显示，Lib1-9与YFP-COP1在细胞核内发生明显的共定位（图2），表明这些适配体具有作为特异性探针识别植物COP1蛋白的潜力。

图2. Cy5-Lib1-9与YFP-COP1在拟南芥下胚轴细胞核中的共定位

该研究建立的BOSS方法将传统SELEX的多轮筛选简化为一步孵育结合多次缓冲液置换，大幅缩短了筛选周期，降低了非特异性背景，为植物蛋白适配体的高效筛选提供了通用平台。同时，所获得的高亲和力COP1适配体不仅可用于COP1的亚细胞定位成像，还有望开发为光控基因表达调控元件或生物传感器，推动植物合成生物学的发展。

安徽农业大学研究生宋莉虹和本科生周甜甜为共同第一作者，凌俊杰教授为独立通讯作者，北京大学邓兴旺院士提供了平台支持。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32571650）、安徽省高校优秀青年人才基金（2023AH030049）和安徽省自然科学优秀青年人才基金（2308085Y22）等项目的资助。凌俊杰实验室常年招收博士后，方向为植物合成生物学，欢迎联系（13911907049）。

引用本文：

Song L, Zhou T, Xu M, Qian K, Deng XW, Wu Q, et al. One-step selection of high-affinity COP1 aptamers. aBIOTECH 2026:100060

https://doi.org/10.1016/j.abiote.2026.100060

aBIOTECH已于2026年1月正式转至Elsevier以金色OA模式出版，最新投稿地址：

https://www.sciencedirect.com/journal/abiotech

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