熒光RNA 傳感器用于檢測人體細胞內靶標

2023 年7 月24 日，《 核 酸 研究》（Nucleic Acids Research） 在 線發表了中國科學院北京生命科學研究院李幸團隊撰寫的題為“Genetically encoded RNA-based sensors with Pepper fluorogenic aptamer”的研究論文。該團隊開發了一類基因編碼的新型熒光RNA 傳感器。該傳感器能夠在活細胞中監測代謝物、外源藥物、蛋白與金屬離子等靶標，展現出高通量、高內涵藥物篩選的潛力。

傳統的基因編碼傳感器由熒光蛋白和結合靶標的蛋白模塊組成。然而，由于多數靶標缺乏對應的蛋白模塊，科學家難以構建基于熒光蛋白的傳感器。此外，基于熒光蛋白的傳感器還有信噪比低等缺陷，限制了熒光蛋白傳感器的應用。

李幸團隊通過系列實驗設計研發了不包括RG4 的熒光RNA 傳感器。研究選擇使用了Pepper 熒光適配體。Pepper 不含RG4 結構，避免了被細胞酶降解或解旋。此外，Pepper 亮度高，穩定性強，并能夠結合不同小分子探針產生不同顏色的熒光。基于此，李幸團隊開發了一系列基于Pepper 的生物傳感器。進一步，實驗表明，這些傳感器不包含RG4 結構，并可以高效監測活細胞中的內源小分子代謝物、外源藥物、蛋白質和金屬離子等多種靶標。該研究發展的基于RNA 傳感器率先用于檢測人體細胞內的金屬離子，為探索人體活細胞金屬離子提供了新型基因編碼工具。

該團隊為追蹤活細胞內靶標及其信號傳導途徑提供了高效的生物傳感平臺，在藥物篩選和疾病診斷等領域具有潛在的應用價值。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。