信使rna (mrna)是一类在细胞核中产生的生物分子，它将遗传信息从细胞核携带到细胞的不同部位，以制造功能性蛋白质。由于它们的重要性，mrna的运输和定位与适当的细胞功能高度相关。例如，mrna的细胞内转运在细胞分裂、迁移和应激反应中起着关键作用。相反，有缺陷的mRNA定位是疾病的标志，如肌肉退行性和神经退行性疾病。因此，能够跟踪mRNA的动态和定位将提供巨大的潜力，不仅了解细胞如何工作的基本原理，而且了解许多疾病的原因。

图1所示。Pepper-tDeg技术能够成像活细胞中感兴趣的mRNA。

追踪活细胞中的mrna是一项极具挑战性的任务。荧光显微镜是跟踪生物分子最可靠的方法之一。在荧光显微镜中，荧光分子(也称为染料分子)附着在感兴趣的生物分子上。官方manbetx手机版然后，研究人员可以使用显微镜跟踪细胞中感兴趣的生物分子发出的荧光信号。为了在活细胞中成像mrna，传统方法依赖于一种称为荧光RNA适体的技术。这些RNA序列可以结合并开启非荧光染料分子的荧光。当与感兴趣的mrna融合时，这些荧光RNA适体在荧光显微镜下向感兴趣的mrna发出荧光信号。

然而，荧光RNA适配体的一个主要问题是，有少量的荧光染料分子可以用于该技术。大多数小分子染料与膜或DNA非特异性地相互作用，然后变成荧光。这导致高背景荧光信号。另一个问题是染料分子没有基因编码。因此，染料分子需要进入细胞，这极大地限制了它在培养组织和活体动物中的应用。此外，大多数染料分子对光漂白的抵抗力不高。因此，使用这些染料分子的长时间成像将导致观察到的荧光的显著损失。

为了解决这些问题，吴et al。开发了一种全新的全基因编码的荧光RNA适体系统。该系统不使用小分子染料，而是使用荧光蛋白，如绿色荧光蛋白或红色荧光蛋白。重要的是，与小分子染料相比，这些荧光蛋白具有更高的光稳定性。然而，由于荧光蛋白总是荧光的，吴et al。开发了一种方法，使荧光主要发生在荧光蛋白与mRNA结合时，最大限度地减少来自未与mRNA结合的荧光蛋白的荧光。

吴et al。已经开发出一个不稳定结构域，称为tDeg，可以添加到荧光蛋白的c端(图1)。这导致荧光蛋白在细胞中迅速降解。然而,吴et al。还开发了一种名为Pepper的RNA适体，可以结合tDeg，防止其引起蛋白质降解，从而显著稳定蛋白质。

通过在mRNA序列中加入Pepper序列，荧光蛋白可以与mRNA结合，使mRNA具有荧光性。当荧光蛋白与mRNA结合时，由于辣椒适体阻断了它们的降解，而未结合的荧光蛋白则被降解。这使得使用荧光显微镜可以很容易地将mrna可视化为单个点(图1)。

这项工作为化学生物学和RNA合成生物学领域引入了一种全新的工具。Pepper-tDeg技术克服了以前方法的局限性，代表了一种成像和跟踪活细胞中mrna定位的强大方法。

吴佳慧，Samie R. Jaffrey
美国纽约康乃尔大学威尔康乃尔医学院药学系

出版

利用rna稳定的荧光蛋白对mRNA进行实时成像
吴佳慧，Sara Zaccara, Deepak Khuperkar, Hyaeyeong Kim, Marvin E Tanenbaum, Samie R Jaffrey
Nat Methods. 2019年9月

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