Nature Biotechnology新方法使用DNA测序来精确测量代谢物

　　

多伦多大学的研究人员发明了一种利用DNA测序来测量代谢物的新方法。这使得能够快速和精确地分析生物化合物，如糖、维生素、激素和其他数百种对健康至关重要的代谢物。

小分子测序的新平台被称为“smol-seq”，它使用被称为适体的DNA短链来检测代谢物。每个适体都被设计成与目标代谢物结合，并携带独特的DNA条形码。

“我们需要测量代谢物，因为它们在我们的健康中扮演着重要的角色，但研究如此广泛的分子是非常具有挑战性的。到目前为止，质谱法一直是测量代谢物水平的金标准，但它不像DNA测序方法那样容易获得或快速。我们想开发一种利用DNA测序检测代谢物的方法，以利用这种令人难以置信的测序能力。”June Tan是这项研究的第一作者，也是多伦多大学唐纳利细胞和生物分子研究中心的研究助理。

这项研究今天发表在《自然生物技术》杂志上。

一旦适体与目标结合，它的结构就会改变，释放DNA条形码。例如，葡萄糖检测适体释放一个条形码，而识别应激激素皮质醇的适体释放一个不同的条形码。

这意味着人们可以通过对释放的条形码进行排序来判断哪些适体找到了它们的目标。样品中的代谢物越多，释放的条形码就越多，从而使研究人员能够测量混合物中不同分子的浓度。

“科学家们以前使用适配体来测量代谢物，但主要是通过一次只能测量几种代谢物的方法，”Tan说。“我们意识到，如果我们使用DNA条形码作为代谢物的标签，我们可以同时测量数百甚至数千种代谢物。”

现在，smol-seq平台已经启动并运行，下一步是开发具有生物医学潜力的代谢物适配体。最终，不断扩大的适配体数据库将使机器学习能够预测适配体设计，以结合新的代谢物靶标。

除了增加适体数据库外，研究小组还将对平台进行微调，以提高适体与目标结合的精度。这可以通过在核酸水平上完善适体的开发来实现——随着平台可用于研究的代谢物数量的增加，一定程度的特异性将是必要的。

“DNA测序比20年前快了数百万倍，我们想利用这种能力来检测代谢物，”这项研究的首席研究员、多伦多大学Temerty医学院的分子遗传学教授Andrew Fraser说，“通过使代谢物检测像DNA测序一样简单和快速，Smol-seq可以改变诊断和生物技术。”

这项研究得到了加拿大健康研究所的支持。