近日，中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所王国庆教授与日本理化学研究所合作，获邀在国际知名期刊Accounts of Materials Research（《材料研究述评》）以“DNA Breathing at the Nanointerface: Molecular Fundamentals and Nanomaterials Applications”为题发表关于纳米界面DNA呼吸作用述评，并被遴选为封面论文。研究工作得到了国家自然科学基金等项目资助。
图1. 纳米界面DNA呼吸作用的主要研究发展史。
DNA不仅是遗传信息的天然载体，更依靠其序列可调控性、序列杂交和化学作用力等特性在生物传感和生物材料等领域发挥着关键作用。与这些静态性质相对的，双链DNA（dsDNA）中局部碱基动态的配对—解离现象（即“DNA呼吸作用”）则在近年来渐渐显现出超越其瞬时特性的重要意义。2003年，日本理化学研究所研究人员发现纳米界面DNA平末端相互作用并进行了分子层面的机理研究，为DNA呼吸作用研究开辟了新的领域[1-4]。近年来，王国庆和日本理化学研究所合作，利用光、温度和离子强度等环境刺激精准控制DNA呼吸作用，进而调控纳米材料特性：DNA局部“呼”的状态对应纳米材料分散，而“吸”则对应纳米材料团聚。双方基于这一独特的界面现象在核酸等重要靶标检测、纳米材料组装和分子器件工程等领域取得了一系列创新成果[5-8]，在Small、ACS Sustainable Chemistry & Engineering等国际知名期刊合作发表论文二十余篇。这一工作阐释了基于DNA呼吸作用的动态纳米系统的发展脉络、当前进展、现存挑战与发展方向，为核酸和材料交叉研究的前沿领域提供了新视角。
王国庆研究小组聚焦基于核酸纳米材料的水产病害检测与致病因子防控领域的研究。此项成果为水产生物安全的理论与技术研究工作奠定了坚实的材料学基础。中国海洋大学研究生刘丰和何芷毓为该述评共同第一作者，中国海洋大学王国庆、日本理化学研究所Senior Scientist宝田徹、该研究所前Chief Scientist兼东京大学教授前田瑞夫为共同通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.1021/accountsmr.5c00123
参考文献：
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