科學家首次實現(xiàn)活細胞RNA標記與無背景成像

癌細胞中mRNA 水平與其編碼蛋白質水平之間存在較低相關性，提示癌細胞的翻譯調控顯著失調，這為癌癥的診療提供一種全新的思路。

華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室的楊弋、朱麟勇等教授歷經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(chuàng)的系列高性能熒光RNA，在國際上首次實現(xiàn)了不同種類RNA 在動物細胞內的熒光標記與無背景成像。

熒光蛋白標記技術是蛋白質研究的巨大助力，其研究在2008 年曾獲得諾貝爾獎。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；而科學家們幾經努力人工合成的少數(shù)幾種熒光RNA 又性能過低，難以實用。針對這一亟需解決的技術挑戰(zhàn)，楊弋、朱麟勇等組成了化學生物學與合成生物學聯(lián)合交叉攻關團隊，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(wěn)定、低背景的熒光RNA。

這些熒光RNA 結構緊湊，特異結合創(chuàng)新染料分子后產生強烈熒光，可具有藍、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?；顒?。由于熒光RNA 標記可逆，因此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(wěn)定細胞株和轉基因動物的構建十分有利。

與現(xiàn)有技術相比，我國原創(chuàng)的熒光RNA 在親和力、穩(wěn)定性、信噪比、活細胞熒光亮度等方面提升了1 到3 個數(shù)量級，體現(xiàn)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。除了作為RNA 標記工具外，研究人員表示它們還有望在活細胞代謝物檢測技術、核酸即時監(jiān)測技術、單分子多重檢測技術等前沿領域實現(xiàn)二次顛覆，為生命科學研究與醫(yī)學即時診斷甚至實時診斷技術的發(fā)展提供新的機遇。