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科學家實現活細胞RNA標記與無背景成像

時間:2019-11-07 09:39:56 來源:中國科學報

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《自然—生物技術》11月刊封面圖片,它顯示了利用熒光RNA可對單細胞中mRNA的翻譯過程進行定量研究。


  近日,華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室教授楊弋、朱麟勇等歷經7年合作研究,在熒光RNA及活細胞RNA成像領域獲突破性進展。他們原創的系列高性能熒光RNA,在國際上首次實現了不同種類RNA在動物細胞內的熒光標記與無背景成像。11月5日,該成果以封面論文形式發表于《自然—生物技術》。


  迄今為止,在自然界尚未發現天然存在的熒光RNA,科學家幾經努力人工合成的少數幾種熒光RNA,存在性能低、難實用等問題。針對這一技術挑戰,楊弋、朱麟勇等通過全新的分子設計及分子共同定向進化思路,首次獲得了系列高亮、穩定、低背景的熒光RNA。


  這些熒光RNA結構緊湊,特異結合創新染料分子后產生強烈熒光,有藍、綠、黃、橙、紅等不同顏色,由于與五顏六色的辣椒相似,被命名為Pepper。它們可通過基因編輯等手段插入到不同的RNA分子序列中,實現在活細胞內對這些分子進行熒光標記和實時、超分辨成像,卻不影響它們的轉錄、定位、翻譯、降解等正常活動。由于熒光RNA標記可逆,它們在細胞內的顏色可隨意改變,這種靈活性對于熒光標記穩定細胞株和轉基因動物的構建十分有利。


  與現有技術相比,該熒光RNA在親和力、穩定性、信噪比、活細胞熒光亮度等方面提升了一到三個數量級,體現了熒光RNA從概念到實用的突破,為活細胞中RNA的功能研究提供了極具價值的工具。


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