作者对FANA的兴趣开始于90年代，当时作者正在探索阿拉伯核糖核酸（ANA）的性质，尤其是为什么是RNA而不是ANA作为催化和遗传信息存储的首选核酸。作者发现，ANA由于其糖环的构象而具有类似DNA的特征，但与DNA或RNA的结合亲和力较低。此外，ANA中C2处的立体化学变化会阻止ANA与自身进行有效的Watson-Crick碱基配对。作者推测ANA顶面的2-OH会引起空间位阻，并降低碱基配对或碱基堆积的效率，从而导致结合亲和力降低。这些观察结果使作者开始研究FANA，因为FANA具有2-氟取代基，因此可能具有较小的体积和较多的负电性。值得注意的是，与ANA不同，作者发现FANA与DNA，RNA甚至FANA互补时表现出优异的结合亲和力。年，当作者发现FANA和ANA可以激活RNaseH以切割RNA靶标（就像DNA一样）时，作者对FANA和ANA的研究兴趣逐渐集中。后来，随着RNA干扰（RNAi）作为有吸引力的治疗平台的出现，作者惊讶地发现FANA可以生成功能性siRNA双链体（主要是A型）。正如预期的那样，FANA在siRNA的有义（密码子）链上具有更好的耐受性，因为其类似DNA的特征使其无法成为适合RNAi机械的反义（引导）链。从这些早期调查中，作者被FANA卓越性能所吸引。在这篇文中，作者一直在努力证明FANA的通用性。作者探索其治疗应用以及其高双链体稳定性背后的根本原因，而且还证明了其在研究非规范核酸结构中的作用。此外，作者发现FANA可以被天然聚合酶复制和逆转录，这激发了其他群体在合成生物学（异种生物学）中的潜力。

近期，MasadJ.Damha作为通讯作者在AccountsofChemicalResearch中发表了名为“2′-Fluoro-arabinonucleicAcid(FANA):AVersatileToolforProbingBiomolecularInteractions”的文章。这篇文章中作者重点介绍了使FANA成为模拟DNA二级结构并探查与化学生物学有关的生物分子相互作用的理想工具的结构特征。

图1.（A）FANA和ANA化学修饰。（B）核糖伪旋转轮和制糖符号。（C）O4′-内折叠中2′-脱氧-2′-氟阿拉伯嘧啶的分子模型。与更具柔性的DNA不同，FANA表现出优先的O4-内折叠，并且对其他构象具有较高的相互转化障碍。作者将这种高能垒归因于O4糖环氧和高负电性氟之间的强薄纱效应。作者假设，由于糖的刚性而导致的FANA残基预组织可以使FANA/RNA双链体的形成在熵上有利，从而解释了FANA/RNA双链体的优异的热力学稳定性。

图2.PAGE显示FANA和ANA可以引起RNaseH介导的靶RNA裂解。年，作者发现FANA和ANA就像DNA一样可以激活RNaseH切割RNA靶标，这表明FANA可以在结构上模拟DNA。ASO:第二代反义寡核苷酸。

图3.从小沟一侧以及其宽度的近似值观察的杂交视图。标准的A型和B型双工显示为透视图。根据双链体的NMR溶液结构，与FANA/RNA相比，ANA/RNA杂合体具有更大的B形特征和较小的凹槽宽度。

图4.（A）FANATA嘧啶-嘌呤步骤中氢键的示意图。NMR分析表明，ANA2-OH基团在空间上受邻近的磷酸盐限制，因此与近端3-嘌呤的H8接触不稳定。相反，FANA的2F基团可与残基内和残基近端3-嘌呤H8相互作用。NMR和分子动力学分析表明，由于调节的碱基堆积相互作用不会引起空间损失。伪氢键还可以通过在反构象中预组织碱基来增加稳定性，从而减少双链体形成的熵损失。使用嵌合FANA-DNA序列进行的后续研究通过实验证实了假氢键在双链体稳定性中的重要性（B）UV熔解实验表明，包含多个嘧啶-嘌呤步骤的双链体在FANA修饰后更加稳定。序列中的FANA用带蓝色下划线的大写字母表示，DNA用黑色小写字母表示。

图5.（A）Gapmer和altimer寡核苷酸设计。使用PS-（FANA-DNA-FANA）嵌合缺口体克服了硫代磷酸酯-FANA（PS-FANA）ASO比PS-DNA切割速度更慢的问题。由于FANA具有类似DNA的特性，与那些由2-修饰核糖组成的缺口异构体不同，嵌合缺口异构体不受缺口大小的限制。取而代之的是，少至2个不连续的DNA单体足以实现有效的RNase-H介导的ASO活性，这表明FANA在ASO缺口中具有极强的耐受性。（B）具有3-3和1-1高度排列的嵌合FRNA-FANAsiRNA有义链。

图6.FANA-FRNA-FANA步骤（在双链体序列中用下划线的CGC表示）迫使FRNA进入东折叠，与相邻的3-FANA有不利的相互作用，这与O4···H-FC氢键对5-FANA相反。FANA-FRNA的高空步骤会造成不稳定的A/B连接，迫使FRNA进入不利的东折叠区，破坏其与近端3-FANA的FC-H··O相互作用。总体而言，研究结果表明，当掺入类似DNA的FANA时，siRNA的效力会增强，并表明简单地以纯A形式对siRNA进行预组织，不足以实现RISC活性。

图7.（A）2F-araG取代的双分子平行HT-G4方案。单个FANA取代能够显着稳定双分子HT-G4的平行G-四链体拓扑（根据热变性分析，ΔTm=+12°C）（B）具有中心K+的G-tetrad。（C）2F-araG取代的双分子平行HT-G4（PDB2M1G）和未修饰的等价物（PDB1K8P）中的糖接触。G-四链体是富含鸟嘌呤的四链核酸结构，由堆积的鸟嘌呤四联体组成。FANA在稳定G-四链体构象方面特别有用。除了稳定其结构或改善其结合特性外，修饰的核苷酸还可用于改变G-四链体拓扑。有趣的是，NMR溶液结构表明FANA糖向着小沟移位，并因此向着3端鸟嘌呤位移。这种位移导致2“H和鸟嘌呤的O4有利的静电相互作用。与RNA，ANA和FRNA相比，两种相互作用都可能解释了FANA取代带来的优越的稳定性。

图8.（A）i-Motif方案。半质子化的胞嘧啶-胞嘧啶碱基对（插图）。i-Motif是富含C的结构，由两个平行的双链体组成，并以反平行的方向插入（B）UV熔解曲线（上图）和CD光谱（下图）显示了FANA稳定的端粒i-Motif的特征。实验证明，每增加一个胞苷到FANA的替代物会导致i-Motif的稳定增加。例如，完全的FANA端粒i-Motif（HT-IM）在pH=7时显示40°C的热稳定性，增加了16.5°C。

总体而言，对于合成/结构生物学、功能基因组学和治疗性先导发现在内的多个学科的科学家来说，FANA仍将是十分有价值的。由于FANA可以稳定和调整几种核酸结构，因此未来的工作可能会构想出用于体外和细胞内实验的新型基于FANA的传感器。在这方面，FANA可用于通过FNMR光谱评估活哺乳动物细胞核中非规范结构（例如G-四链体和i-Motif）的稳定性。最后，研究FANA在数据存储介质中的潜在用途近来也已引起了人们的