新分子标记工具实现活细胞超分辨率RNA成像

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核糖核酸(RNA)是各种根本生物进程的要害。它传递遗传信息,将其翻译成蛋白质或支撑基因调控。为了更具体地了解它所履行的准确功用,德国海德堡大学和卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员规划了一种新的荧光成像办法,使活细胞RNA成像具有史无前例的分辨率。

该办法运用一种新的分子符号的罗丹明结适宜体来完成超分辨率成像技能。这种根据RNA的荧光符号与染料罗丹明结合运用。因为其共同的性质,符号和染料以十分特定的方法相互作用,这使得单个RNA分子发光。然后能够运用一种被称为单分子定位显微镜(SMLM)的超分辨率成像技能使其可见。因为缺少适宜的荧光符号,迄今为止,经过光学荧光显微镜对RNA的直接调查遭到严峻约束。

为此,研究人员开发了RhoBAST,RhoBAST自身是无荧光的,但经过一种十分特别的方法结合在细胞通透的罗丹明染料上,它就会发光。研究人员称,“这导致RhoBAST染料复合物取得的荧光明显添加,这是取得优异荧光图画的要害要求。”

研究人员发现,每一个罗丹明染料分子在再次别离之前,都会与RhoBAST结合大约一秒钟。几秒钟之内,这个进程会跟着新的染料分子重复进行。因为罗丹明只要在与RhoBAST结合后才会发光,符号和染料之间不断重复的结合导致了不断的“闪耀”。“这种‘开关切换’正是SMLM成像所需求的。

与此同时,RhoBAST体系处理了另一个重要问题。荧光图画是在激光照射下搜集的,跟着时刻的推移,激光会损坏染料分子。快速的染料交流保证了光漂白染料被新鲜染料所替代。这意味着单个RNA分子能够被调查更长时刻,这能够大大提高图画分辨率。

研究人员经过可视化肠道细菌(大肠杆菌)和培人类细胞内的RNA结构证明了RhoBAST作为RNA符号的杰出功能。并表明“能够运用超分辨率荧光显微镜来提醒曾经不行见的亚细胞结构和触及RNA的分子相互作用的细节。这将使咱们对生物进程有一个全新的知道。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41587-020-00794-3