SELEX and aptamer
zhou kejin
的核酸配基，命名为指数富集配体系统进化技术，简称SELEX技术（Systematic Evolution of Ligands by
Exponential Enrichment）。目前已从核酸库中筛选出多种与蛋白质、核酸、小肽、氨基酸、有机物、金属离子等特异结合的配基并应用
于临床治疗和诊断。
SELEX技术的基本原理（见上图）是利用分子生物学技术，构建人工合成的单链随机寡核苷酸文库，其中随机序列长度在20～40bp左右，文库容量在
1014～1015之间。由于单链随机寡核苷酸片段特别是RNA易形成发卡、口袋、假节、G-四聚体等二级结构，能与蛋白质、核酸、小肽、氨基酸、有机
物，甚至金属离子结合，形成具有很强结合力的复合物。利用这一原理，将随机寡核苷酸文库与抗原或药物等靶分子相互作用，洗脱筛选出特异寡核苷酸配基
（aptemer），经RT-PCR及体外转录生成新的次一级文库，再与该靶子结合。反复数个循环，即可筛选出能与该靶子特异结合的寡核苷酸片段。
随机寡核苷酸文库，特别是随机RNA文库，与现在常用的蛋白、多肽以及合成的小分子有机化合物库相比，具有如下优点：
1、作用的靶分子范围更广
对靶无限制，包括金属离子、有机染料、药物、氨基酸、复因子、糖、抗生素、核酸、碱基类似物、核苷酸、多肽、酶、生长因子、抗体、基因调节因子、细胞粘
附因子、植物血凝素、完整的病毒颗粒和致病菌等；
2、筛选出的配基与靶分子的结合能力更强
甚至强于天然配基，解离常数（kd）多在pMol/L～nMol/L之间；
3、与靶分子结合的特异性更强
能够分辨出靶分子结构上细微的差别，可以区分1个甲基或1个羟基的差别。如茶碱与其他黄嘌呤类似物咖啡因、可可碱的结构非常相似，常规的茶碱单抗检测与
后二者有交叉反应，而通过SELEX技术筛选到的寡核苷酸配基只特异结合茶碱，与其他两种物质无反应，其中与茶碱的亲和力比与咖啡因的亲和力高10，
000倍。通过反向SELEX筛选，可以有效减弱以至消除既与靶分子结合，又与靶分子类似物结合的寡核苷酸配基，从而筛选出特异结合靶分子的寡核苷酸配
基。从混合体系中筛选某一已知或未知靶分子的寡核苷酸配基，反向SELEX技术显示出其独特的价值，比如，用于寻找特异结合某种肿瘤标志物的寡核苷酸配
基，就可以用健康个体的组织细胞进行预筛选，除去与背景结合的序列，从而筛选出目的寡核苷酸配基。
4、异质性程度更高
随机寡核苷酸文库中每一条随机寡核苷酸，其随机区的每个核苷酸位置都存在四种可能性，如果随机区有n个核苷酸，那么随机序列的多样性有n4种，再加上稀
有碱基或人为修饰碱基，随机序列的多样性会更多。一般随机区域的长度为30个核苷酸左右，文库的容量能达到1014～15。比同等长度的肽热温度结构
多，10个nt即可形成发卡、环攀等结构单元，尤其是可以引入iso G/iso C等分子进一步增加多样性。而随机肽库因为受编码肽的基因偏性、大肠
杆菌转化效率和生物系统选择的限制，其多样性有限。
5、筛选周期更短
一般只需要8～15个循环，约2～3个月时间，并且目前其筛选过程已经可以自动化。而制备单克隆抗体，如果顺利的话，至少也需要3～6个月时间。
aptamer VS. antibody
Aptamers are oligonucleic acidor peptide molecules that bind a
specific target molecule. Aptamers are usually created by selecting
them from a large random sequence pool, but natural aptamers also
exist in riboswitches. Aptamers can be used for both basic research
and clinical purposes as macromolecular drugs. Aptamers can be
combined with ribozymes to self-cleave in the presence of their target
molecule. These compound molecules have additional research,
industrial and clinical applications.More specifically, aptamers can
be classified as:
1.DNA or RNA aptamers. They consist of (usually short) strands of
oligonucleotides.
2.Peptide aptamers. They consist of a short variable peptide domain,
attached at both ends to a protein scaffold.