在非正常条件下具有活性的功能核酸的工程化研究不仅可以揭示核酸隐藏的“天赋”，还可为探索它们的独特应用奠定基础。迄今为止，科学家已发现很多在水溶液中催化不同化学反应的脱氧核酶，在从生物/环境分析到核酸药物等领域带来广泛应用。然而，尚未有研究专门在含高浓度有机溶剂的水溶液中筛选脱氧核酶。

近日，加拿大麦克马斯特大学李应福教授团队与山西大学李忠平教授、河南理工大学副教授常天俊合作，利用体外筛选技术从随机DNA文库中分离到一个需要35%二甲基亚砜(DMSO)才能工作的切割RNA的脱氧核酶。该研究先以纯水溶液进行反筛选，排除在纯水溶液中有切割活性的DNA，接着在该溶液加入35%二甲基亚砜(DMSO)来正筛选，“强制”脱氧核酶接受DMSO为共溶剂。该筛选策略确实导致所发现的新脱氧核酶高度依赖35%DMSO，而在不含DMSO的体系中活性急剧降低。该酶的催化活性还依赖二价金属离子，且一价金属离子可提升活性。通过序列截短优化，该团队获得了长度更短但活性更高的突变体，并显示出同样的DMSO依赖性。

随后，作者将顺式脱氧核酶改造为酶和底物独立的反式作用形式，发现了底物上淬灭基团修饰对酶的催化活性很重要。通过实验分析表征了该核酶的二级结构，明确了底物结合臂、催化核心区以及对活性至关重要的核苷酸，表明其为不同于8-17脱氧核酶的新分子。最后，作者成功将其改造为在35%DMSO中可特异性识别腺苷的适配体酶(aptazyme)系统，证明该酶可与合适的核酸适体整合成传感器，这为检测难溶于水而易溶于DMSO的分子提供了新工具。

该工作证明了依赖有机溶剂的高活性的脱氧核酶可以通过“体外强制进化”从随机文库中分离得到，从而拓展了DNA分子作为酶的能力及其潜在应用价值。