著名学者两篇Nature子刊发布RNA重要技术突破

2016-07-06 11:08 来源:网友分享

  2016年07月05日讯 MIT著名学者Edward Boyden及其同事在Nature Methods和Nature Biotechnology同时发表了两篇重量级文章。他们对低价高能的膨胀显微技术(ExM)进行改良,解决了这一技术的主要难点。ExM现在只需使用现成的化合物,可以非常方便的成像大块组织,获得超高分辨率的蛋白质和RNA图像。

  成像变得很简单

  常规共聚焦显微镜进行荧光成像一般只能达到几百纳米的分辨率,ExM技术的分辨率却高达70nm,超越了光学显微镜的“衍射极限”。过去,这么高的分辨率需要使用非常昂贵的显微镜。

  ExM技术是Boyden等人去年发布出来的。他们将组织样本包埋在一种吸水膨胀的聚合物中,用常规显微镜对大块脑组织进行了超高分辨率的蛋白质成像。当时他们这篇论文还未正式发表就已经引起了学术界的轰动。

  不过,第一代ExM技术使用起来并不那么容易,需要研究者自己生成复杂的化学标签。Boyden及其同事七月四日在Nature Biotechnology杂志上发表了新版ExM。新版ExM使用市面上可以买到的分子(AcX),研究者们不再需要自己制备标签。这使ExM成为了一种异常简单的成像技术。

  研究显示,AcX稍加修饰就能用来锚定蛋白质,可作用于已经标记了荧光抗体或荧光蛋白(如绿色荧光蛋白GFP)的组织。用激光层照荧光显微镜对一个500×500×200微米的组织进行ExM成像需要大约一小时。研究人员还证实,ExM技术适用于多种类型的组织,包括大脑、胰腺、肺部和脾脏。

  精确成像RNA

  细胞含有数以千计的mRNA,它们负责传递DNA的遗传学指令。Boyden等人在Nature Methods杂志上发布了成像RNA的ExM方法。这种方法可以帮助人们更准确的判断RNA在细胞中的空间定位。

  研究人员用经过修饰的AcX锚定RNA,使其在消化和膨胀过程中保持原位。在组织膨胀之后,研究人员通过荧光原位杂交(FISH)标记特定的RNA分子,揭示它们在大块组织样本中的高分辨率空间定位。

  这一方法大大提高了RNA成像的精确度,有助于探索关于RNA的许多问题,比如基因表达调控以及RNA错误定位造成的疾病。神经元能够快速改变连接强度,储存新记忆和新技能。有理论认为,编码可塑性蛋白的RNA分子储存在突触附近,随时准备翻译成蛋白质。研究人员指出,ExM可以鉴定在突触附近等待翻译的那些RNA。

  Edward Boyden是生物工程和神经学领域的著名学者,致力于开发探索复杂生物体系的分析工具。2015年,Boyden作为光遗传学技术先驱与斯坦福大学的Karl Deisseroth一同获得了生命科学突破奖。这是俄罗斯亿万富翁Yuri Milner等企业家共同设立的一个巨奖,主要奖励在生命科学等领域取得重要成就的科学家,给他们提供更自由和更多的机会,帮助他们取得更大的成就。

  今年四月,Boyden领导研究团队开发了可以追踪和操纵基因表达的模块化可编程蛋白,并将这一强大的研究工具发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。这些蛋白能够自定义结合任意RNA序列,在生物和生物工程领域有广泛的应用。

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