科學(xué)家**實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞RNA標(biāo)記與無背景成像

華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的楊弋、朱麟勇等教授歷經(jīng)7年合作研究，在熒光RNA及活細(xì)胞RNA成像領(lǐng)域獲突破性進(jìn)展。他們?cè)瓌?chuàng)的系列高性能熒光RNA，在國(guó)際上**實(shí)現(xiàn)了不同種類RNA在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的熒光標(biāo)記與無背景成像。11月5日，該成果以封面論文形式發(fā)表于《自然—生物技術(shù)》。

熒光蛋白標(biāo)記技術(shù)是蛋白質(zhì)研究的巨大助力，其研究在2008年曾獲得諾貝爾獎(jiǎng)。類似的，RNA研究也迫切需要這樣的顛覆性研究工具。但迄今為止，在自然界尚未發(fā)現(xiàn)天然存在的熒光RNA；而科學(xué)家們幾經(jīng)努力人工合成的少數(shù)幾種熒光RNA又性能過低，難以實(shí)用。針對(duì)這一亟需解決的技術(shù)挑戰(zhàn)，楊弋、朱麟勇等組成了化學(xué)生物學(xué)與合成生物學(xué)聯(lián)合交叉攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過全新的分子設(shè)計(jì)及分子共同定向進(jìn)化思路，**獲得了系列高亮、穩(wěn)定、低背景的熒光RNA。

這些熒光RNA結(jié)構(gòu)緊湊，特異結(jié)合創(chuàng)新染料分子后產(chǎn)生強(qiáng)烈熒光，可具有藍(lán)、綠、黃、橙、紅等不同顏色，與五顏六色的辣椒相似，因此被命名為Pepper。它們可通過基因編輯等手段插入到不同RNA分子序列中，在活細(xì)胞內(nèi)對(duì)這些分子進(jìn)行熒光標(biāo)記和實(shí)時(shí)、超分辨成像，卻不影響它們的轉(zhuǎn)錄、定位、翻譯、降解等正常活動(dòng)。由于熒光RNA標(biāo)記可逆，因此它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的顏色可隨意改變，這種靈活性對(duì)于熒光標(biāo)記穩(wěn)定細(xì)胞株和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的構(gòu)建十分有利。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，我國(guó)原創(chuàng)的熒光RNA在親和力、穩(wěn)定性、信噪比、活細(xì)胞熒光亮度等方面提升了1到3個(gè)數(shù)量級(jí)，體現(xiàn)了熒光RNA從概念到實(shí)用的突破，為活細(xì)胞中RNA的功能研究提供了**價(jià)值的工具。除了作為RNA標(biāo)記工具外，研究人員表示它們還有望在活細(xì)胞代謝物檢測(cè)技術(shù)、核酸即時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、單分子多重檢測(cè)技術(shù)等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)二次顛覆，為生命科學(xué)研究與醫(yī)學(xué)即時(shí)診斷甚至實(shí)時(shí)診斷技術(shù)的發(fā)展提供新的機(jī)遇。