清华大学朱听团队突破镜像DNA聚合酶技术，为生物传感器和治疗剂开发开辟新途径

清华大学朱听团队突破镜像DNA聚合酶技术，为生物传感器和治疗剂开发开辟新途径

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网易

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来源

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https://www.163.com/dy/article/JJQ5PCF905534KO1.html

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https://finance.sina.com.cn/tech/discovery/2024-12-26/doc-ineauqst6812202.shtml

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https://www.cityu.edu.hk/zh-cn/research/stories/2024/03/21/development-novel-aptamers-unlocks-opportunities-treatment-cancers-and-neurological-diseases

近日，清华大学朱听教授团队在《自然—生物技术》杂志上发表重要研究成果，他们成功开发出一种新型镜像DNA聚合酶，并基于此实现了生物稳定L-DNA适配体的定向进化和选择。这一突破不仅为生物传感器和治疗剂的开发开辟了新途径，还有望在信息安全领域带来革命性进展。

要理解这一突破的重要性，首先需要了解什么是镜像DNA聚合酶。在自然界中，所有已知的生命形式都遵循一致的分子手性：DNA由D型核糖组成，蛋白质则由L型氨基酸组成。镜像DNA聚合酶就是一种能够催化与天然DNA手性相反的L-DNA合成的酶。

朱听团队通过近五年的研究，成功全化学合成了分子量达90 kDa的大型镜像蛋白质——镜像Pfu DNA聚合酶。这是目前报道中最大的全化学合成蛋白质，突破了长期以来制约镜像生物学领域发展的技术瓶颈。

研究团队开发了一种创新的“镜像选择”方案，利用镜像DNA聚合酶进行定向进化和选择，设计出生物稳定的凝血酶传感器和抑制剂。这一方案的核心优势在于其生物正交性：镜像DNA不易被天然酶降解，因此具有更高的稳定性和更长的半衰期。

这一突破的应用前景十分广阔。在生物传感器领域，镜像DNA适配体可以开发成更稳定的传感器，用于环境监测、食品安全检测等。在医药领域，由于镜像分子不易被人体免疫系统识别，可以开发出具有更低免疫原性的药物，减少不良反应。此外，镜像DNA的信息存储技术还为信息安全领域提供了新的解决方案。

朱听团队的研究是构建完整镜像中心法则的重要一步。他们已经初步实现了镜像核酸复制、转录、反转录等过程，目前正在向构建镜像蛋白质翻译系统方向努力。这一领域的进展将为我们理解生命本质提供全新视角，也可能为寻找地外生命提供新的线索。

尽管前景广阔，但镜像生命研究也引发了科学界的担忧。38位来自9个国家的科学家在《科学》杂志上发表评论文章，警告了镜像生命可能带来的严重风险，包括免疫逃避、生态入侵等。因此，在推进研究的同时，也需要谨慎评估潜在风险，制定相应的安全措施和伦理指导原则。

清华大学朱听团队的这一突破，不仅展示了镜像DNA聚合酶在生物技术领域的巨大潜力，也为未来构建完整的镜像生物学系统奠定了重要基础。随着人工智能等技术的不断发展，我们有理由相信，镜像生命研究将在未来几十年内取得更多重要进展，为人类社会带来深远影响。