醫學研究部 核酸定序核心團隊

Locked Nucleic Acid是一個核酸類似物，結構上具有2’號氫原子與4’號碳原子所形成的亞甲基橋(methylene bridge)，此構型可利用鎖著核酸中的醣基，來固定醣基結構，進而在產生穩定且符合Watson-Crick 鍵結(Fig. 1)，當加入到DNA或RNA核苷酸中，LNA能更快與互補序列配對並提高構型穩定性。

Fig.1 LNA結構

當經LNA-modified的核酸與DNA或者RNA因互補會產生強大的溫度穩定性。一般來說每加一個LNA就會讓 Tm值提高2-8℃，利用LNA逐漸取代DNA核苷酸(nucleotides)會增加寡核苷酸(Oligonucleotide)的Tm值，同時保持probe識別目標序列與特異性的特性。Fig.2顯示使用LNA並序列長度的引子，可保持相同Tm值，在此應用下，可以用來偵測更短或者高度相似目標。相較於其它以雜交為主的技術領域如PCR、Microarrays 及ISH而言利用LNA的技術可改善專一性及靈敏度。

Fig.2 LNA替代DNA可提高或保持Tm值.

使用LNA的好處如下

• Significantly increased sensitivity compared to DNA and RNA oligos/probes

• Robust detection of all miRNA sequences, regardless of GC content

• Superior detection from challenging samples, such as biofluids and FFPE samples

• Increased target specificity compared to DNA and RNA probes

• Enables detection of single nucleotide mismatches

• Superior discrimination of miRNA families

• High in vivo and in vitro stability

• Enables high potency binding to RNA and DNA

• Superior antisense inhibition of small RNA targets in vivo

LNA已經成功地被使用在克服很多困難的研究如非常短序列的偵測。在許多small RNA及ncRNA上也增加了許多專一性，敏靈度的問題(Fig. 3)。因為LNA的特性對於非常相似的序列也有很好的解析度，所以也應用於mRNA及 微量DNA的偵測。

Fig. 3 左圖為miR-122的probe經由不同的核酸Modified，LNA probe 有著高度的敏靈度。 右圖為miR-1a為heart 及spinal specific表現的組織，miR-206為Spinal表現的組織。此二個miRNA只有差距幾個bps，使用LNA probes可以在正確的組織下專一的偵測到各別目標。

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