分享一篇发表在Nature Chemical Biology上的文章，题目为：Single-step discovery of high-affinity RNA ligands by UltraSelex. 本文通讯作者是海德堡大学的Andres Jäschke教授和Yaqing Zhang博士，Yaqing Zhang博士是Jäschke教授课题组的博士后，Jäschke教授的研究组合了化学、生物化学和分子生物学的方法，致力于理解RNA分子的基础生物学并将这些知识转化为实际应用，如诊断工具和治疗策略。他的工作对于RNA科学和核酸技术的发展做出了重要贡献。

COVID-19大流行让我们认识到RNA生物学的重要性，以及快速开发治疗和诊断工具的必要性。RNA适配体作为能特异性结合各种靶标的分子，在生化、分析和治疗应用中具有巨大潜力。传统的SELEX筛选方法存在明显缺陷，包括耗时繁琐，通常需要10-15轮选择循环，易受扩增偏差影响。

在本研究中，作者开发了一种创新技术——UltraSelex，实现了高亲和力RNA适配体的一步发现。该技术整合了精巧的实验分离策略和先进的计算分析方法（SGREELI算法），能从复杂的初始RNA池（约10^14个独特序列）中直接识别出高亲和力结合物。该方法是将约10^13-14个独特序列的RNA，与固定在磁珠上的靶标孵育，然后进行一系列连续洗脱（约10步），收集每次洗脱下来的RNA，以及最终释放的RNA，进行反转录和PCR扩增，并通过偏移PCR和条形码PCR为高通量测序做准备。通过对每步洗脱液的RNA进行测序，理论上，背景RNA会随着洗脱次数的增加逐渐减少，而亲和力高的RNA被特异性结合。通过分析每步洗脱液中的RNA丰度，得到特异性结合的RNA信息。

在计算分析方面，UltraSelex采用了SGREELI算法，包括组内标准化以调整序列的可变初始丰度，组间标准化以校正不同洗脱步骤间的系统性变化，以及AUC计算整合调整后的富集值生成单一排名指标。此外，通过平行实验减少非特异性结合的影响，进一步提高了筛选特异性。

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该方法具有显著优势：(1) 速度快，一步筛选替代传统的多轮筛选；(2) 效率高，能识别传统SELEX可能遗漏的高亲和力适配体；(3) 灵敏度高，能检测极低丰度的结合物；(4) 结果的质量高，发现的适配体展现出纳摩尔甚至皮摩尔级别的结合亲和力。

作者利用该方法对多个靶标的适配体进行筛选，包括与SiR染料，SARS-Cov-2 RAN聚合酶，以及HIV-1 RT的适配体，作者均筛选到与这些受体结合力很强的RNA适配体。

总之，作者开发了一种RNA适配体筛选方法，UltraSelex的出现标志着RNA适配体发现领域的重大突破，为快速开发针对各种靶标的诊断和治疗工具提供了强大平台。

本文作者：YSL

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41589-025-01868-6

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01868-6