近日，湖南大學黃晉團隊在 Nucleic Acids Research 上發表了一篇研究論文，題為《光控放大的FRET奈米耀斑：時空可控的、mRNA 驅動的奈米機器用於活細胞內微小RNA的精準、靈敏成像》。論文第一作者為李靜博士，黃晉擔任通訊作者。
該論文報道了一種時空可控的、細胞內源分子驅動的 DNA 奈米機器，解決了活細胞內低丰度靶標分子“測不到、測不準”難題，實現了精準、靈敏原位檢測細胞內低丰度 miRNA 的目標。
圖 | 相關論文（來源：Nucleic Acids Research）
miRNA 在細胞增殖、分化和凋亡過程中扮演著非常重要的角色，具有類似於致癌基因和抑癌基因的作用。目前越來越多的資料表明：miRNA 的異常表達與人類疾病密切相關，被認為是診斷和預後的潛在生物標誌物。因此，對於更好地理解其功能、以及疾病相關的調節機理上，視覺化定量細胞內 miRNA 具有至關重要的意義。
然而，目前細胞內低丰度 miRNA 原位檢測仍然面臨一些難題：其一，miRNA 的部分內在屬性欠佳，例如小尺寸、高同源性、低丰度、易降解等；其二，由於複雜的細胞內環境，生物分子自發熒光探針易被非靶標分子降解或者提早啟用，導致檢測精準度低比如會出現假陽性；其三，由於細胞空間尺寸的侷限性，細胞內某些 miRNA 的丰度比較低，基於傳統的“一對一”訊號觸發模式即一個靶標觸發一個訊號，會導致檢測靈敏度不足比如會出現假陰性。
針對活細胞內原位檢測低丰度 miRNA 的精準度和靈敏度低的難題，黃晉團隊開發出上述時空可控的、內源性分子驅動的 DNA 奈米機器，實現了細胞內低丰度 miRNA 的精準、靈敏熒光成像。
（來源：Nucleic Acids Research）
一方面，他們透過熒光共振能量轉移技術（FRET，fluorescence resonance energy transfer）比率型訊號輸出，有效地避免了系統波動和化學干擾（例如：細胞內谷胱甘肽和 DNA 水解酶）帶來的假陽性訊號。同時，讓光照作為外界刺激物實時控制探針的初始活性，避免探針在內吞或者運輸過程中，即在到達腫瘤位點之前，被提早啟用，產生高的非特異性訊號，藉此提高了檢測精準度。另一方面，其巧妙地利用了內源性、高丰度的 mRNA 分子作為驅動力，實現了“一對多”訊號觸發模式，即一個靶標觸發多個訊號，最終實現了活細胞內低丰度 miRNA 的精準、靈敏成像。
圖源：Nucleic Acids Research
黃晉，湖南永州人，80 後科學家。湖南大學化學化工學院教授，博士生導師。黃晉的本科和直博均就讀於湖南大學化學化工學院，博士由美國佛羅里達大學和湖南大學聯合培養。做博後研究時，他再次回到湖南大學。黃晉的主要研究領域為生物分析化學。迄今以第一作者/通訊作者在JACS, Angewandte Chemie, ACS Nano, Chemica Science等國際學術期刊上發表論文50餘篇，署名論文100餘篇，論文被引用3000多次，H-index35。先後主持國家和省部級科研專案10餘項。任湖南省化學化工學會第十二屆理事會理事，JAT青年編委等。
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部分素材來源：湖南大學化學化工學院官網、DeepTech深科技
