显微技术能够实时研究活细胞中的RNAG四链体

一种新的显微技术允许实时研究活细胞中的RNAG-四链体，这对对抗肌萎缩侧索硬化症具有重要意义。

肌萎缩侧索硬化症(ALS)，通常被称为卢盖里格病和斯蒂芬霍金病，是一种神经退行性疾病，导致对身体肌肉逐渐失去控制。它目前是无法治愈的，并且在超过90%的病例中尚不清楚该疾病的原因-尽管遗传和环境因素都被认为涉及。

北海道大学高级生命科学学院的AkiraKitamura博士和瑞典KTH皇家理工学院的JerkerWidengren教授的研究小组开发了一种新技术，能够实时检测活细胞中RNA的特征结构。该技术基于荧光显微镜光谱，发表在《核酸研究》杂志上。

被认为参与ALS发展的遗传因素之一是形成四链结构的特定RNA序列，称为G-四链体。通常，这些结构调节基因的表达。然而，人类9号染色体的突变导致G-四链体的形成，这可能在包括ALS在内的神经退行性疾病中发挥作用。

了解G-四链体在疾病中的确切作用的最大障碍之一是实时研究它们在活细胞中的形成和位置的局限性。北村和拓宽小组成功地开发了一种简单，强大且广泛适用的技术来解决现有问题。

该技术追踪一种名为AlexaFluor647(AF647)的花青染料。当标记为RNA时，染料的荧光闪烁状态随着RNAG-四链体的形成而改变。这些小组使用称为TRAST(TRAnsientSTate)监测的显微镜技术分析了AF647标记的RNA，以实时检测这种荧光闪烁。

“从视觉上看，荧光强度的时间分辨变化表现为闪烁，”Kitamura在描述该技术时说。“在TRAST中，我们将细胞暴露于光强度变化的特定模式中，并测量细胞中RNA结合染料在特定时间间隔内发出的荧光的平均强度。通过测量闪烁特性的变化，我们可以区分细胞内RNA的结构。

该团队在实验室条件下校准了他们的实验，准确确定了与RNAG-四链体对应的荧光闪烁。根据这些数据，他们能够使用TRAST确定RNAG-四链体在活细胞中的位置。

这项工作证明，花青染料可以为活细胞中RNAG-四链体的折叠状态提供灵敏的读出参数，甚至对于单细胞也是如此。反过来，这允许在细胞内水平上实时研究疾病中的RNAG-四链体的可能性。它也可以用于研究细胞中蛋白质的折叠和错误折叠。

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