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Updated: Nov 26, 2025

DNA Polymerase Activity Assay Using Near-infrared Fluorescent Labeled DNA Visualized by Acrylamide Gel Electrophoresis

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Published on: October 6, 2017

Variantes de ADN polimerasa con alta procesividad y precisión para codificar y decodificar secuencias de ácido

Hidekazu Hoshino^1,2, Yuuya Kasahara^1,2, Masayasu Kuwahara³

¹National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition, 7-6-8 Saito-Asagi, Ibaraki, Osaka 567-0085, Japan.

Journal of the American Chemical Society

|December 11, 2020

Resumen

Los investigadores diseñaron variantes de la ADN polimerasa KOD para sintetizar y transcribir eficientemente los ácidos nucleicos bloqueados (LNA), una molécula terapéutica prometedora. Estas polimerasas diseñadas permiten la creación de nuevos aptámeres y catalizadores de LNA, avanzando en la terapéutica del ácido nucleico.

Área de la Ciencia:

La bioquímica
Biología molecular
Biotecnología

Sus antecedentes:

Los ácidos nucleicos xenobióticos (XNA) son análogos químicamente modificados del ADN y el ARN con potencial terapéutico.
El ácido nucleico bloqueado (LNA) es un XNA prometedor, pero su desarrollo terapéutico se ve obstaculizado por la falta de herramientas eficientes de síntesis y transcripción inversa.
Los métodos existentes para el desarrollo de aptamer y catalizador de LNA requieren polimerasas especializadas para la síntesis de ADN a LNA y la transcripción inversa de LNA a ADN.

Objetivo del estudio:

Desarrollar polimerasas de ADN diseñadas capaces de una síntesis (codificación) de LNA eficiente y una transcripción inversa (decodificación).
Mejorar el rendimiento de la ADN polimerasa KOD para crear terapias basadas en LNA.
Para permitir la síntesis de secuencias largas de LNA y acomodar modificaciones terapéuticas comunes como el 2'-O-metilo (2'-OMe).

Principales métodos:

Análisis estructural de la ADN polimerasa KOD para guiar la ingeniería de proteínas.
Mutagénesis dirigida al sitio para crear variantes de codificación y decodificación de LNA de la ADN polimerasa KOD.
Validación experimental de la eficiencia, la precisión y la aceptación del sustrato de las polimerasas diseñadas, incluida la síntesis de LNA de kilobase y SELEX para aptameros de LNA.

Principales resultados:

Se diseñaron con éxito dos variantes de la ADN polimerasa KOD, KOD DGLNK (ADN → LNA) y KOD DLK (LNA → ADN).
Ambas variantes demostraron una eficiencia y precisión significativamente mejoradas en la síntesis de LNA y la transcripción inversa.
Los LNA de longitud kilobásica se sintetizaron utilizando KOD DGLNK, y las variantes aceptaron modificaciones 2'-O-metilo, cruciales para aplicaciones terapéuticas.

Conclusiones:

Las variantes de ADN polimerasa KOD diseñadas proporcionan herramientas poderosas para la síntesis de LNA y la transcripción inversa.
Estas variantes superan las limitaciones anteriores, facilitando el desarrollo de nuevos aptámeres y catalizadores de LNA.
La tecnología desarrollada avanza en el campo de la terapéutica XNA al permitir la creación de moléculas distintas del ADN y el ARN naturales.

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