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基因编码的荧光DNA核酸适配体成为实时成像活细胞代谢物的新工具时间:2025-01-13 在生物成像领域,荧光蛋白和 RNA 传感器一直是重要工具。然而,由于蛋白质和 RNA 的稳定性和多功能性有限,开发更通用、更稳定的传感器成为一个重要课题。 近日,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的陆艺教授和合作者在JACS 杂志上发表了一种新型的基因编码荧光 DNA 核酸适配体(Genetically Encoded Fluorogenic DNA Aptamer, GEFDA)传感器,用于在活细胞中实时监测代谢物浓度。 图1. 基因编码荧光 DNA 核酸适配体用于活细胞代谢物的实时成像 目前的荧光传感器多基于荧光蛋白和 RNA 核酸适配体。然而,这些工具在小分子分析物检测方面面临瓶颈,例如结合范围有限、稳定性不足等问题。相比之下,DNA 核酸适配体具有更高的稳定性和更广的结合范围,但传统的 DNA 核酸适配体需要事先标记荧光染料并递送至细胞内,这限制了其实时监测能力。 本研究提出了一种新策略,将 DNA 核酸适配体编码至能够利用反转录酶表达单链DNA的质粒中,并通过细胞内表达持续生成传感器,克服了传统方法中传感器递送效率低、信号持续性差等问题。研究团队通过连接能与 ATP 结合的 DNA 核酸适配体和增强红色荧光的荧光核酸适配体,成功开发了适用于细菌和哺乳动物细胞的 GEFDA 传感器,并实现了对 ATP 浓度的实时成像。 研究团队首先验证了 dimethylindole red(DIR)荧光核酸适配体(DIRFA)的稳定性和灵敏度,并设计了基于 DIRFA 的分裂适配体(DASA)传感器,用于 ATP 检测。为提高信噪比和稳定性,该团队进一步开发了双体 DASA(dDASA)传感器,并将其编码至质粒中,实现了在细菌和哺乳动物细胞中的功能性表达。 dDASA 传感器在存在 ATP 时的荧光信号强度显著增强,可精确检测 ATP 浓度变化。在活细胞中表达GEFDA 传感器后,课题组实现了在单个活细胞中追踪 ATP 水平变化,例如通过调控细胞培养基中的葡萄糖或 ATP 抑制剂浓度,研究细胞代谢动态。该方法为代谢物成像提供了更稳定、灵活的工具,可扩展至检测多种小分子代谢物。 图2. 基因编码荧光 DNA 核酸适配体在Hela细胞中实时ATP成像 转载链接:https://www.x-mol.com/news/910154 如有侵权请联系我们,我们将会删除。 优南推荐产品 |