競爭性透析：結構選擇性核酸結合研究
簡介
目前，藥物研發多以蛋白質為靶標（包括各種酶和膜蛋白），而鮮少以DNA為靶標，主要是忽略了小分子選擇性結合到基因組中功能性DNA序列的能力，同時也因為缺乏實用又簡單的檢測方法。而事實上，對于新藥研發來說，以特定基因為靶標并下調其功能的藥物，對于遺傳性疾病的治療具有巨大的潛力，即“抗基因”策略，其優勢在于：目的基因在細胞中的拷貝較少，所以使用較少的藥物分子即可有效干擾轉錄和翻譯過程，即抑制基因功能。相應的，較低的治療劑量可降低副作用的發生。
傳統的藥物-DNA結合研究，主要關注藥物對DNA序列的選擇性。而實際上，DNA結構的多態性在基因表達中也發揮了重要作用，對于這方面的研究，常通過結合/熱變性的方法比較配體與標準雙鏈DNA或其它結構DNA結合特性的差異來進行比較，但這種方法單次測試數量較低，不能全面了解配體的結合能力。新一代的高通量競爭性微量透析技術，很好地解決了這一難題。
透析是指一種或多種溶質擴散通過半透膜的過程，常用于去除雜質或換液。競爭性透析是透析的一種衍生，可用于研究待測配體對不同核酸形式的結合特性。
在簡單的平衡透析測試中，用半透膜分隔兩個半室，將受體置于一個半室，配體置于另一個半室。選擇合適的膜，使配體可以自由地從一個半室進入另一個半室，而受體被截留在原來的半室。隨著擴散的進行，部分配體會結合到受體，而其余配體會保持游離狀態。如果配體與受體的親和性較高，絕大部分的配體會維持結合狀態。當達到平衡時，受體半室中的配體濃度會升高，此時，可使用分光光度法測定每個半室中的配體濃度。
有研究人員通過改良型平衡透析設備研究了配體對GC及AT堿基對的不同結合偏好。在此設備中，將不同堿基組成的DNA樣品置于兩個不同半室，并在兩個半室中間設置一個中央室來放置配體。配體會在三個室間達到平衡，并在偏好的DNA半室具有較高的濃度。
競爭性透析是對改良型平衡透析的“再擴展”，此類裝置可容納一系列不同核酸結構，將其置于含有配體溶液的燒杯中，達到平衡時，整個系統中游離配體的濃度都是相同的，而具有特定結構偏好結合位點的透析單元內總配體濃度將高于其它單元。通過使用96孔板，這種方法得到了進一步的提升，這種裝置將矩形的平面透析膜夾在透析容器和96孔樣品室之間，樣品室的所有微孔可與透析液相接觸。每個微孔的樣品容量為150-200ul，透析容器的容量為250ml。裝置結合了標準96孔板的幾何學特性，可使用標準的多通道移液器以及其它96孔板相關技術，并可通過使用特定機械實現自動化操作。
競爭性透析的過程簡單，只要準備好核酸原液，即可快速、高效地進行操作。實驗設置需要約1h，包括將所需的核酸原液上樣到透析裝置。一旦設置完成，即可開始實驗。達到透析平衡之后，從透析單元吸出樣品，加入SDS解離結合的藥物，使用吸光度或熒光度方法檢測濃度。