《Computational and Structural Biotechnology Reports》：Comparative study of the computer-aided design of MYCN-specific antigene oligonucleotides
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為解決設計精準有效的 MYCN 特異性反基因寡核苷酸（agPNA）難題，研究人員開展計算機輔助設計 agPNA 的研究。他們分析 16 種計算工具，開發相關工作流程，發現部分工具表現優異。這有助于優化 agPNA 設計，推動基因治療發展。
在基因治療的廣闊領域中，三鏈形成寡核苷酸（TFO）作為極具潛力的治療分子，宛如一把把精準的 “基因剪刀”，有望精準地對特定基因區域進行調控，為攻克多種疑難病癥帶來新的希望。然而，當前 TFO 的發展卻面臨著諸多困境。一方面，TFO 的半衰期較短，在體內迅速降解，大大限制了其治療效果；另一方面，精準設計 TFO 并準確預測其與 DNA 的結合位點困難重重，這就如同在茫�；蚝Ｑ笾袑ふ揖珳实� “�？奎c”，缺乏有效的指引。而現有的治療手段，如唯一應用于臨床的 MYCN 特異性反基因肽核酸（agPNA）——BGA002，雖在治療神經母細胞瘤、橫紋肌肉瘤和小細胞肺癌等方面展現出一定潛力，但仍存在優化空間。在這樣的背景下，開展計算機輔助設計 MYCN 特異性反基因寡核苷酸的研究顯得尤為迫切，它旨在借助計算機強大的運算和預測能力，突破現有困境，為基因治療開辟新的道路。
為了深入探索這一領域，研究人員針對計算機輔助設計 MYCN 特異性反基因寡核苷酸展開了系統研究。他們從多個維度進行剖析，最終取得了一系列重要成果。該研究成果發表在《Computational and Structural Biotechnology Reports》上，為相關領域的發展提供了極具價值的參考。
在研究方法上，研究人員主要采用了以下關鍵技術：首先，對相關計算工具進行分類整理，依據其針對特定基因區域的靶向能力，如染色質相互作用、增強子識別、啟動子分析和非 B DNA 結構預測等方面的功能進行歸類；其次，運用 ISO/IEC 9126 軟件工程技術標準，選取成本、可靠性、可擴展性等 8 個質量因素，對 16 種計算工具進行全面評估打分；最后，整合in vitro實驗方法和計算工具資源，構建輔助設計工作流程。
研究結果主要涵蓋以下幾個方面：
- 設計序列與同源性測試工具篩選：通過分析，確定了PATO、DRIMust和TTSMI等工具適用于分析序列特征，如合成與表征；PATO、EnhancerDB、DRIMust、R/Bioconductor和TTSMI等工具在同源性搜索方面表現出色。這些工具為 agPNA 的設計提供了有力支持。
- 計算工具綜合評估：依據 ISO/IEC 9126 標準評估 16 種計算工具，發現所有工具在可靠性方面表現良好，均成功通過驗證測試。但在其他方面存在差異，如可用性達 75%，可擴展性為 43.8% ，部分工具在支持和維護方面有待提升。其中，R/Bioconductor和SEdb 2.0綜合表現最佳，滿足八項質量屬性中的七項。
- 不同類型工具性能比較：在基于ab-initio建模的 TFO 設計工具中，Triplexator、TDF和LongTarget等工具各有優劣。Triplexator可全面分析人類基因組中 lncRNA 的 TTS；LongTarget探索了更多堿基配對規則，但處理速度較慢；TDF擅長識別 DNA 結合位點。而在支持人工智能技術的工具中，TriplexFPP率先運用機器學習算法預測三鏈形成；TriplexAligner通過概率模型直接從三鏈測序數據中確定 RNA - DNA 相互作用代碼，在識別 RNA - DNA 相互作用方面準確性更高。
研究結論和討論部分指出，通過對計算工具的系統比較和分析，為 TFO 設計提供了重要的參考依據，有助于優化 agPNA 設計流程。整合可擴展性和人工智能技術在 TFO 設計工具開發中至關重要，這不僅能應對核酸相互作用的復雜性，還能確保工具在不斷發展的組學研究中保持有效性，推動基因治療領域的研究和創新。同時，研究也指出當前三鏈預測方法存在局限性，如依賴簡單的堿基配對規則，對 “三鏈密碼” 理解不足，缺乏驗證的 TTS 和 TFO 序列等，未來需要開發更精準的自動化預測技術。
總的來說，該研究為計算機輔助設計 MYCN 特異性反基因寡核苷酸提供了全面的分析和指導，雖然目前仍面臨一些挑戰，但為后續研究指明了方向，有望在基因治療領域掀起新的研究熱潮，推動精準醫療的進一步發展。
