活細胞核酸標記的研究
真核細胞具有復雜而高度有序的空間結構,研究生物大分子的亞細胞定位,對于闡明其生物學功能有著重要意義。核酸分子在細胞中的特異性分布直接影響基因表達的效率,在蛋白質翻譯調控、學習與記憶形成等一系列生物學過程中扮演了重要角色。針對亞細胞區域中RNA組份的研究,傳統手段依賴于化學交聯、免疫沉淀、離心分離等技術,不但需要預先破壞細胞的天然結構,而且還局限于少數能夠被機械分離的亞細胞區域,缺乏普適性。 本研究提出“鄰近核酸標記”的策略。該策略的核心是在活細胞中利用酶促反應形成大量高活性的自由基,與酶鄰近的核酸分子發生共價加成反應,從而實現空間特異性標記。從工程改造的過氧化物酶APEX2出發,鄒鵬課題組首先設計并合成了十余種與生物素偶聯的酶底物,并從中發現生物素-苯胺探針的核酸標記活性最高。他們進一步以線粒體、核纖層和核仁等亞細胞結構為例,建立了在活細胞中開展鄰近核酸標記的方法,并通過定量PCR與高通量測序分析證實了標記方法具有良好的空間特異性。鄰近核酸標記技術操作簡單、具有普適性,為日后研究核酸的亞細胞定位與功能關系提供了必要的工具。
北京大學
2021-04-11