近期，生命学院生物信息学研究中心赵永席副教授课题组（Group webside: http://gr.xjtu.edu.cn/web/yxzhao）的研究论文“Polymerase/Nicking Enzyme Synergetic Isothermal Quadratic DNA Machine and Its Application for One-Step Amplified Biosensing of Lead Ion (II) and DNA Methyltransferase”在Nature 出版集团旗下学术刊物NPG Asia Materials（IF=9.902）上在线发表。该项工作是与中国科学院上海应用物理研究所樊春海研究员合作完成的，西安交通大学生命学院生物医学信息工程教育部重点实验室为该论文的第一完成单位和第一通讯单位，生命学院博士生陈锋和硕士生张青参与该课题的研究。
DNA分子机器是一种基于“watson-crick”碱基配对的超分子纳米结构，能特异性识别靶标分子，通过DNA结构的改变实现模拟宏观机器的功能，在环境监测、分子诊断及基因治疗等领域应用广泛。然而，传统DNA分子机器存在设计困难、体系复杂、信号响应较低等缺点。该文章报道的聚合酶/切口酶协同等温二次方DNA分子机器（polymerase-nicking enzyme synergetic isothermal quadratic DNA machine，ESQM)， 通过一个特殊设计的发卡结构巧妙地将链置换扩增模块和切口酶放大模块整合为一体，无需增加体系复杂性即可实现高效、快速的信号放大。结合金属离子依赖的DNAzyme，ESQM已被成功用于浐河、灞河、饮用水等水体中铅离子的超灵敏、高特异性检测，检测结果与ICP-MS分析结果一致；该分子机器通用性强，经简单修改就能用于肿瘤潜在标志物DNA甲基转移酶的活性及药物抑制作用分析。该项研究工作，不仅为目前严峻的重金属污染问题提供了一种有效的监测手段，还可应用于烟草行业，克服传统烟叶重金属检测方法昂贵、灵敏度低等问题；有望用于肿瘤的早期诊断和药物筛选。
同时，该课题组的一篇关于肿瘤标志物microRNA的论文也于近日在分析化学领域权威期刊Analytical Chemistry (IF=5.825)上在线发表。如何特异性区分microRNA家族同源序列一直是microRNA研究的重大课题和难题。该论文设计了一种靶标microRNA特异性触发的Three-Way核酸杂交纳米结构，可显著增强靶标识别选择性；同时无需使用microRNA作为引物，可巧妙回避传统方法无法识别3’末端修饰microRNA（如植物microRNA）的难题。结合高效的信号放大，最终实现肿瘤细胞microRNA的高灵敏、高特异检测，结果与标准方法实时定量PCR一致，为肿瘤早期诊断、预后监测提供了有力的工具。
此外，该课题组还构建了一种基于DNAzyme结构的新型比色传感器，通过肉眼即可实现对DNA甲基转移酶活性及抑制作用的分析，无需大型检测设备，相关成果已在国际知名期刊Biosensors and Bioelectronics (IF=6.451)上发表。
上述研究工作是在中国烟草总公司陕西省公司合作项目、国家自然科学基金等资助下完成的。
近三年，赵永席副教授课题组作为第一作者和通讯作者，在IF>5的国际权威学术刊物上发表论文7篇，开展了关于疾病相关标志物（microRNA、端粒酶、甲基转移酶等）、环境污染物（铅离子、汞离子等）和重要生物小分子（ATP、NAD+等）的系列研究工作。
文章链接：http://www.nature.com/am/journal/v6/n9/pdf/am201484a.pdf
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ac501038r
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566313008452
