化学生物学

化学生物学

       区别于研究基因表达与控制的分子生物学和研究生命体系代谢变化的生物化学,化学生物学利用化学手段和分子工具研究生命体系,调控生命过程。聚焦于医学领域,化学生物学的理论发展与技术进步将为疾病的机制研究和诊断治疗提供新思路,新范式。

  • 核酸适体

       核酸适体(Aptamer)是具有分子识别与靶向结合能力的一段核酸片段,是化学家手中的抗体。谭蔚泓院士于2006年提出并创建了核酸适体活细胞筛选技术(Cell-SELEX),旨在建立以活细胞为靶标的核酸适体筛选新方法,解决如何在疾病标志物未知的条件下,获得特异识别病变细胞及其它复杂生命体系的分子探针的关键科学问题。基于核酸适体的多参数分子分型和疾病模式识别为靶向纳米药物设计和核酸适体药物耦连物的临床转化打下坚实基础。

  • 分子探针

        分子探针通过分子修饰和分子识别实现细胞内或活体内的靶分子定位,示踪和成像,是化学手段介入生物学研究的典型代表。随着领域发展,分子探针的时空灵敏度、准确度、保真度和稳定性都得以不断提高。IMM相关课题组致力于构建功能核酸探针实现活细胞/活体的癌症相关标志物检测,细胞信号传导体系调控和活体肿瘤成像与治疗。构建了四面体构型的三维DNA纳米探针用于高效灵敏的疾病早期检测和生物成像。利用D型氨基酸构建了代谢探针,实现肠道微生物的准确标记与代谢研究。

  • 分子元素

       小分子类药物是人类近代以来医学发展的重要成果,占到常用药物的98%。无论小分子药物来源于天然动植物,微生物发酵还是人工设计合成,其化学组成,功能基团,排列方式,改性方案等都相对清晰,而由此产生的大量信息却未能有机整合。由谭蔚泓院士率先倡导的分子元素概念力图将小分子化合物系统地归纳整理,发现它们最本质的联系与相关性,为小分子药物学和分子医学提供理论基础与物质宝库。分子医学研究院以人工碱基与人工核酸为起点,在分子元素的理论大厦构建中走在领域前沿。

  • 仿生合成

       通过模拟生命体系的形貌,结构,组成和功能,设计并合成精简可控的人工仿生体系,可以为复杂的生物机制研究提供平台,为分子诊疗工具提供定向功能化的指导。IMM研究团队通过将红细胞膜包裹在细菌或纳米材料表面,使其穿上一层迷彩伪装,为以细菌或纳米颗粒为基础的癌症免疫治疗提供了全新手段。利用核酸纳米框架结构指导磷脂膜组装,构建了大小、形状可控的仿病毒囊泡体系,为细胞侵染研究提供了安全可控的工具。模拟生物免疫系统的工作方式设计了核酸电路体系,实现了可调控的信息记忆、反馈和输出。