利用核酸核適體建構實用蛋白質動力素分子馬達載具

2016年諾貝爾化學獎章顯了為了突破微小化科技進步的瓶頸，分子馬達的研發的重要性。然而 生物世界中細胞已經演化並利用蛋白質分子馬達展示此種微小機器在解決分離及傳輸問題上的不 可思議功能。細胞內的動力素分子馬達(kinesin motor)及微管束(Microtubules, MTs)正是很適合被我們 利用，當成開發體外奈米運輸載具的工具。多數研究者致力於微管束載具的開發，但他們的近年進展 已經遇到瓶頸。動力素載具雖有潛力但須發展貨物裝載的方法，並使動力素馬達產生群體運輸作用。 早先的研究裡我提出利用核酸核適體(nucleic acid aptamer)、核酸骨架(DNA scaffold)、及基 因重組動力素(KHC-Cro)分子馬達來使動力素載具以群體運輸的方式載運貨物分子的想法。 KHC-Cro 的Cro 區團具有辨識與結合特定序列DNA 的功能，並且正如預期，這個改良的分子馬 達可以載運特定的DNA 分子(Current Nanoscience, 2012. 8(5): 669-674)。初步研究結果顯示，的確 這樣的構想是可行的，我們的分子載具真的透由核酸核適體而載運塑膠珠子在微管束上行進。這 構想突破使用化學共價鍵結的諸多缺點。然而初步研究也指出核酸核適體在某些預想的設計情況 下不能和目標貨物分子結合。對此意外問題，我提出用SELEX 程序篩選變種核酸核適體。我也提 議用裂開的核酸合適體(split aptamer)搭配DNA origami 來使動力素載具能夠針對小分子貨物進行 群體運輸，作為分子濃度檢測的新方式也同時挑戰動力素馬達不能這樣做的觀點。