项目名称：构型转换核酸探针及肿瘤标志物分析新方法
提名推荐奖种：自然科学奖
提名推荐单位：福建省教育厅
主要完成单位：福州大学、湖南文理学院、湖南大学
主要完成人及其贡献：
吴再生：项目研究的总负责人。提出重要科学发现中所有三项科学发现的总体学术思想、研究方案；发现重要科学现象、特性和规律，并阐明科学理论和学说；提出研究方法和手段，解决关键性学术疑难问题或者实验技术难点，以及对重要基础数据的系统收集和综合分析等。其中，在第一项科学发现中其工作量占40%，在第二项科学发现中其工作量占90%，在第三项科学发现中其工作量占90%。代表性论文1-4、7的第一作者，2-8的通讯作者。
张松柏：项目研究的第二完成人。提出项目重要科学发现中的第一项科学发现涉及的相关实验的研究方案、研究方法和手段；解决第一项科学发现相关实验关键性学术疑难问题或实验技术难点，以及对实验数据的系统收集和综合分析等。在第一项重要科学发现中其工作量占40%，代表性论文1和2相关实验的主要完成者以及论文的撰写者。
沈国励：项目研究的第三完成人。对第一项重要科学发现的学术思想和研究方案进行分析和审核，为第二和第三项重要科学发现的研究方案提供咨询建议。在第一项重要科学发现中其工作量占20%，第二项重要科学发现中其工作量占10%，第三项重要科学发现中其工作量占10%。代表性论文1-3的通讯作者。
项目简介：
肿瘤标志物的检测对肿瘤的早期诊断和治疗都有非常重要的意义，高灵敏、高特异的肿瘤标志物分析技术仍是科学家们的重要研究兴趣。肿瘤标志物除了蛋白质分子外，还包括小分子、肿瘤细胞、与肿瘤密切相关的致癌基因和抑癌基因等，其分析检测可以通过构建生物传感器来实现。以抗体作为识别元件的免疫生物传感器在肿瘤标志物分析检测应用方面具有一定的局限，而以具有易合成、易存储、易操控等优点的核酸探针为基础建立的核酸生物传感器近年来受到越来越广泛的关注，且大部分核酸生物传感策略都利用到核酸探针的构型转换。本项目即是基于以上考虑，从核酸适体的构型转换、发夹结构核酸的构型转换和G四链体的构型转换三个方面进行深入研究，发展了一系列可高灵敏高特异性检测肿瘤标志物的新型生物传感方法：
（1）在适体构型转换核酸探针及生物传感技术研究方面，一是发展了基于适体构型转换和竞争触发滚环扩增的肿瘤标志物蛋白生物传感技术，建立了基于挂锁探针缺口连接反应和目标诱导适体构型转换触发滚环扩增的具有普遍适用性的荧光分析方法，不仅可以对目标蛋白实现高灵敏分析，还可以降低非特异性反应，减少假阳性结果；将该方法进行改进，也可以实现肿瘤标志物的高灵敏电化学分析；二是利用适体构型变化和纳米金的凝集变色反应发展了高灵敏检测疾病标志物蛋白的比色分析技术。
（2）在发夹构型转换核酸探针及生物传感技术研究方面，主要利用发夹结构核酸探针的发夹部分打开和关闭这一构型转换，实现了多种生物传感技术的构建。一是利用发夹探针识别目标分子后发生构型转换启动链置换扩增反应，发展了检测小分子、肿瘤标志物蛋白和抑癌基因的高灵敏荧光分析方法，具有检测限低，选择性高，抗干扰强等优点，为疾病标志物分析多功能生物传感技术的设计提供了一种新的思路；二是利用包含回文序列的发夹探针的构型转换构建了可同时抑制背景信号和放大检测信号的电化学生物传感方法，为致癌基因和抑癌基因肿瘤标志物的高灵敏检测提供了新的策略。
（3）在G四链体构型转换核酸探针及生物传感技术研究方面，主要通过控制G四链体构型从有到无或从无到有的转换，构建了不同类型的生物传感策略。一是利用苯并芘标记富G序列构建分子间G四链体，发展了一种高灵敏检测疾病标志物蛋白的荧光分析方法；二是利用G四链体与血红素结合显示的过氧化物酶活性构建了检测K-ras致癌基因的荧光生物传感技术，获得了很好的分析性能。
通过本项目的实施，我们针对不同类型的功能核酸探针的构型转换建立了较全面较立体有较好创新性的分析技术，为肿瘤等疾病的早期诊断和疗效监控提供了一套重要的方法理论体系并具有潜在的应用价值。项目提交的8篇代表性论文均为本领域权威期刊一区SCI论文，被SCIE他引403次，平均影响因子为7.236，单篇最高影响因子为10.273。
代表性论文专著目录：
1.Zai-Sheng Wu, Songbai Zhang, Hui Zhou, Guo-Li Shen*, and Ruqin Yu*. Universal Aptameric System for Highly Sensitive Detection of Protein Based on Structure-Switching-Triggered Rolling Circle Amplification,Analytical Chemistry, 2010, 82, 2221-2227.
2.Zai-Sheng Wu*, Hui Zhou, Songbai Zhang, Guoli Shen*, and Ruqin Yu. Electrochemical Aptameric Recognition System for a Sensitive Protein Assay Based on Specific Target Binding-Induced Rolling Circle Amplification. Analytical Chemistry, 2010, 82, 2282-2289.
3.Zai-Sheng Wu*, Haixia Lu, Xueping Liu, Rong Hu, Hui Zhou, Guoli Shen*, and Ru-Qin Yu. Inhibitory Effect of Target Binding on Hairpin Aptamer Sticky-End Pairing-Induced Gold Nanoparticle Assembly for Light-up Colorimetric Protein Assay. Analytical Chemistry, 2010, 82, 3890-3898.
4.Jing-Lin He, Zai-Sheng Wu*, Hui Zhou, Hong-Qi Wang, Jian-Hui Jiang, Guo-Li Shen, and Ru-Qin Yu*. Fluorescence Aptameric Sensor for Strand Displacement Amplification Detection of Cocaine. Analytical Chemistry, 2010, 82, 1358-1364.
5.Li-Ping Qiu, Zai-Sheng Wu*, Guo-Li Shen, and Ru-Qin Yu*. Highly Sensitive and Selective Bifunctional Oligonucleotide Probe for Homogeneous Parallel Fluorescence Detection of Protein and Nucleotide Sequence. Analytical Chemistry, 2011, 83, 3050-3057.
6.Liping Qiu, Li Qiu, Zai-Sheng Wu*, Guoli Shen, and Ru-Qin Yu*. Cooperative Amplification-Based Electrochemical Sensor for the Zeptomole Detection of Nucleic Acids. Analytical Chemistry, 2013, 85, 8225-8231.
7.Zai-Sheng Wu*, Peng Hu, Hui Zhou, Guoli Shen, Ruqin Yu*. Fluorescent oligonucleotide probe based on G-quadruplex scaffold for signal-on ultrasensitive protein assay. Biomaterials, 2010, 31, 1918-1924.
8.Huo Xu, Dong Wu, Chen-Qiao Li, Zheng Lu, Xiao-Yun Liao, Jie Huang, Zai-Sheng Wu*. Label-free colorimetric detection of cancer related gene based on two-step amplification of molecular machine. Biosensors and Bioelectronics, 2017, 90, 314-320
