安徽农业大学硕士生、本科生第一作者在一区期刊发表重要研究成果

近日，安徽农业大学生物制造学院凌俊杰教授团队在aBIOTECH（影响因子8.5, 2026新锐一区）期刊发表了题为“One-step selection of high-affinity COP1 aptamers”的研究论文。该研究开发了基于磁珠的一步法适配体筛选技术BOSS（Bead-based One-Step aptamer Selection），并以拟南芥光形态建成的核心抑制因子COP1为靶标，成功筛选出具有纳摩尔级亲和力的特异性DNA适配体，为植物合成生物学和光遗传学提供了新型分子工具。

核酸适配体（aptamer）是一类能够高亲和力、高特异性结合靶标分子的单链DNA或RNA分子，在合成生物学、生物传感和临床诊断等领域具有广泛应用前景。然而，传统的适配体筛选方法——指数富集配体系统进化技术（SELEX）往往需要10~15轮反复筛选，周期长、操作繁琐，且易产生非特异性结合，限制了植物蛋白适配体的开发与应用。

为高效筛选针对COP1的适配体，研究者将AtCOP1的RING结构域固定于Ni-NTA磁珠上，与随机单链DNA（ssDNA）文库共同孵育60小时，期间每12小时更换一次清洗缓冲液，共更换5次，以去除低亲和力或非特异性结合的序列（图1A）。经过高通量测序和系统发育树分析，并结合生物信息学分析，获得了候选适配体Lib1-9（图1B）。

图 1 BOSS方法筛选适配体的流程及分析

酶联寡核苷酸吸附测定（ELONA）结果显示，Lib1-9与AtCOP1-RING结构域的解离常数（Kd）为11.14 nM （图1C, 1D），而对来自真菌（Rhizocosmarium globosum）、茶树（Camellia sinensis）和人类（Homo sapiens）的COP1同源蛋白表现出低结合活性，显示出优异的物种特异性（图1E）。为进一步优化适配体长度，作者根据预测的二级结构对Lib1-9进行了截短，发现仅保留核心可变区（ΔLR）维持了完整的结合能力（图1F和1H）。凝胶迁移实验（EMSA）进一步证实了Lib1-9与AtCOP1-RING的直接相互作用（图1I）。

在活细胞层面，研究者将Cy5荧光标记的Lib1-9与表达YFP-NLS-AtCOP1的转基因拟南芥幼苗共孵育12小时，共聚焦显微镜观察显示，Cy5-Lib1-9与YFP-COP1在细胞核内发生明显的共定位（图2），表明这些适配体可以作为探针特异性识别植物COP1蛋白。

图2 Cy5标记的适配体与YFP-COP1在拟南芥细胞核中的共定位

该研究建立的BOSS方法将传统SELEX的多轮筛选简化为一步孵育结合多次缓冲液置换，大幅缩短了筛选周期，降低了非特异性背景，为植物蛋白适配体的高效筛选提供了通用平台。同时，所获得的高亲和力COP1适配体不仅可用于COP1的亚细胞定位成像，还有望开发为光控基因表达、基于适配体的光遗传学工具，推动植物光生物学与合成生物学的发展。

该论文安徽农业大学为第一单位，北京大学现代农业研究院为第二单位。凌俊杰为独立通讯作者。宋莉虹（硕士研究生）和周甜甜（本科生）为共同第一作者，北京大学邓兴旺院士提供了平台支持和建设性意见。吴青青教授、徐米琪特任副教授及博士研究生钱凯强参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32571650）、安徽省高校优秀青年人才基金（2023AH030049）、安徽省自然科学青年基金（2308085Y22）和安徽农业大学人才启动经费等项目的资助。