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近日，華東理工大學(xué)藥學(xué)院、生物反應(yīng)器工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、光遺傳學(xué)與合成生物學(xué)交叉學(xué)科研究中心楊弋教授團(tuán)隊(duì)在遺傳編碼熒光RNA探針研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《生物傳感器與生物電子學(xué)》。
活細(xì)胞內(nèi)的代謝物呈現(xiàn)高度的時(shí)空動(dòng)態(tài)分布，它們往往需要在正確的時(shí)間和空間以正確的數(shù)量才能行使其生理功能，這為細(xì)胞內(nèi)代謝物的監(jiān)測(cè)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。此前，基于熒光蛋白的遺傳編碼熒光探針已被廣泛用于活細(xì)胞內(nèi)代謝物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),但在實(shí)際操作中有很大局限。近年來(lái)，基于熒光RNA開(kāi)發(fā)的遺傳編碼熒光探針為活細(xì)胞代謝監(jiān)測(cè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。
在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)基于此前發(fā)展的高性能熒光RNA（Pepper）發(fā)展了一系列可特異性識(shí)別不同小分子代謝物與蛋白質(zhì)的遺傳編碼熒光探針。與此前開(kāi)發(fā)的熒光RNA探針相比，Pepper熒光RNA探針表現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)。首先，由于不含G-四鏈體結(jié)構(gòu)，Pepper熒光RNA探針在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中顯示出更高的折疊效率和細(xì)胞亮度。其次，與此前報(bào)道的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的Red Broccoli探針（590nm）相比，Pepper熒光RNA探針的最大發(fā)射波長(zhǎng)顯著紅移，可達(dá)620nm。最后，不同顏色的HBC染料都能用于Pepper熒光RNA探針的標(biāo)記與成像，使得Pepper熒光RNA探針具有良好的適配性，能夠與不同顏色的其他成像工具進(jìn)行組合使用。
上述性質(zhì)使得Pepper熒光RNA探針能夠?qū)Σ溉閯?dòng)物細(xì)胞內(nèi)靶標(biāo)分子的濃度與位置變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為生命科學(xué)基礎(chǔ)研究與疾病機(jī)理解析提供了極具價(jià)值的實(shí)用工具。
該論文第一作者為華東理工大學(xué)藥學(xué)院方夢(mèng)悅博士、李慧文博士與謝鑫博士，通訊作者為楊弋教授和陳顯軍教授。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市細(xì)胞代謝光遺傳學(xué)技術(shù)前沿科學(xué)研究基地、生物反應(yīng)器工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金等經(jīng)費(fèi)資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115411
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