Nucleic acid aptamers can be chemically modified to enhance function, but modifying previously selected aptamers can have non-trivial structural and functional consequences. We present a reselection strategy to evaluate the impact of several modifications on pre-existing aptamer pools. RNA aptamer libraries with affinity to HIV-1 reverse transcriptase (RT) were re-transcribed with 2'-F, 2'-OMe, or 2'-NH2 pyrimidines and subjected to three additional selection cycles. RT inhibition was observed for representative aptamers from several structural families identified by high-throughput sequencing when transcribed with their corresponding modifications. Thus, reselection identified specialized subsets of aptamers that tolerated chemical modifications from unmodified pre-enriched libraries. Inhibition was the strongest with the 2'-F-pyrimidine (2'-FY) RNAs, as compared to inhibition by the 2'-OMeY and 2'-NH2Y RNAs. Unexpectedly, a diverse panel of retroviral RTs were strongly inhibited by all 2'-FY-modified transcripts, including sequences that do not inhibit those RTs as unmodified RNA. The magnitude of promiscuous RT inhibition was proportional to mole fraction 2'-FY in the transcript. RT binding by 2'-FY transcripts was more sensitive to salt concentration than binding by unmodified transcripts, indicating that interaction with retroviral RTs is more ionic in character for 2'-FY-RNA than for unmodified 2'-OH-RNA. These surprising features of 2'-FY-modified RNA may have general implications for applied aptamer technologies.

中文翻译：

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2ʹ-氟修饰的嘧啶增强RNA寡核苷酸对HIV-1逆转录酶的亲和力

核酸适体可以进行化学修饰以增强功能，但修改先前选择的适体可能会产生重要的结构和功能后果。我们提出了一种重新选择策略来评估几种修改对预先存在的适体池的影响。对 HIV-1 逆转录酶 (RT) 具有亲和力的 RNA 适体文库用 2'-F、2'-OMe 或 2'-NH2 嘧啶重新转录，并进行三个额外的选择循环。当用相应的修饰转录时，通过高通量测序鉴定的几个结构家族的代表性适体观察到 RT 抑制。因此，重新选择鉴定了耐受来自未修饰的预富集文库的化学修饰的适配子的专门子集。抑制作用最强的是 2' -F-嘧啶 (2'-FY) RNA，与 2'-OMeY 和 2'-NH2Y RNA 的抑制相比。出乎意料的是，一组不同的逆转录病毒 RT 被所有 2'-FY 修饰的转录本强烈抑制，包括不会像未修饰的 RNA 那样抑制这些 RT 的序列。混杂 RT 抑制的程度与转录物中的摩尔分数 2'-FY 成正比。2'-FY 转录物的 RT 结合对盐浓度比未修饰的转录物的结合更敏感，表明与逆转录病毒 RT 的相互作用对于 2'-FY-RNA 比未修饰的 2'-OH-RNA 更具离子性。2'-FY 修饰的 RNA 的这些令人惊讶的特征可能对应用的适体技术具有普遍意义。一组不同的逆转录病毒 RT 被所有 2'-FY 修饰的转录本强烈抑制，包括不作为未修饰的 RNA 抑制这些 RT 的序列。混杂 RT 抑制的程度与转录物中的摩尔分数 2'-FY 成正比。2'-FY 转录物的 RT 结合对盐浓度比未修饰的转录物的结合更敏感，这表明与逆转录病毒 RT 的相互作用对于 2'-FY-RNA 比未修饰的 2'-OH-RNA 更具离子性。2'-FY 修饰的 RNA 的这些令人惊讶的特征可能对应用的适体技术具有普遍意义。一组不同的逆转录病毒 RT 被所有 2'-FY 修饰的转录本强烈抑制，包括不作为未修饰的 RNA 抑制这些 RT 的序列。混杂 RT 抑制的程度与转录物中的摩尔分数 2'-FY 成正比。2'-FY 转录物的 RT 结合对盐浓度比未修饰的转录物的结合更敏感，表明与逆转录病毒 RT 的相互作用对于 2'-FY-RNA 比未修饰的 2'-OH-RNA 更具离子性。2'-FY 修饰的 RNA 的这些令人惊讶的特征可能对应用的适体技术具有普遍意义。混杂 RT 抑制的程度与转录物中的摩尔分数 2'-FY 成正比。2'-FY 转录物的 RT 结合对盐浓度比未修饰的转录物的结合更敏感，表明与逆转录病毒 RT 的相互作用对于 2'-FY-RNA 比未修饰的 2'-OH-RNA 更具离子性。2'-FY 修饰的 RNA 的这些令人惊讶的特征可能对应用的适体技术具有普遍意义。混杂 RT 抑制的程度与转录物中的摩尔分数 2'-FY 成正比。2'-FY 转录物的 RT 结合对盐浓度比未修饰的转录物的结合更敏感，这表明与逆转录病毒 RT 的相互作用对于 2'-FY-RNA 比未修饰的 2'-OH-RNA 更具离子性。2'-FY 修饰的 RNA 的这些令人惊讶的特征可能对应用的适体技术具有普遍意义。