近日，工學院生物醫學工程系程明攀教授團隊在權威期刊Angewandte Chemie International Edition在線發表題為“Deciphering and Predicting Thermal and pH Stabilities of Triplex DNA under Multifactorial Conditions”的最新研究成果。我校2023級碩士研究生張世龍為本文第一作者，巴黎綜合理工學院Jean-Louis Mergny和程明攀教授為本文的共同通訊作者，中國藥科大學為論文第一通訊單位。

三鏈體DNA作為一種重要的非典型DNA結構，在基因調控和疾病發生機制等生理過程中扮演著重要角色。此外，TFO可以靶向目標雙鏈DNA形成穩定的三鏈體結構，進而調節目標基因表達，因此也是一類重要的核酸藥物。作為環境敏感型核酸結構，三鏈體的結構穩定性同時受到酸堿度、離子強度和溫度的影響。然而以往研究三鏈體結構穩定性時，往往僅考慮這三個因素中的兩個，缺乏綜合評估其結構穩定性的有效手段，同時也沒有預測三鏈體結構在不同環境條件下的數學模型。

為了解決以上科學問題，該研究首先開發了一種新型高通量的五維熒光共振能量轉移熔解退火實驗（5DFRETMA）方法，測試了不少于414種環境因素組合條件下的結構穩定性，發現熱穩定性與酸堿度之間，以及pH穩定性與溫度之間均存在單調負相關關系。而離子強度對三鏈體穩定性具有雙重影響：其能夠增強A?T Hoogsteen堿基對的穩定性，同時破壞G?C+ Hoogsteen堿基對的穩定?？傮w上，隨著三鏈體中G?C+含量的增加，三鏈體穩定性與離子強度之間的關系，逐漸從單調正相關轉變為單調負相關?；?DFRETMA獲得大量穩定性數據，研究團隊成功在國際上首次建立了預測模型，能夠定量預測在多因素條件下的三鏈體熱和pH穩定性。這項工作深化了學術界對三鏈體DNA在生物學復雜環境中發揮各種生理功能的機制理解，也為合理設計基因靶向治療藥物和合成生物學應用提供了工具。

該工作得到國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇特聘教授、江蘇省前沿技術研發計劃、江蘇省雙創團隊和我校高層次人才計劃等項目的支持。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202507190

解析與預測三鏈體DNA穩定性的示意圖

（供稿單位：工學院，撰寫人：朱功春，審稿人：劉帆）