PNAS：强大的RNA研究工具

摘要 : RNA是所有已知生命形式一个基础的组成部分——因此当RNA出错之时，许多事都可能会出错。RNA错误调控在许多疾病如精神障碍、自闭症和癌症的发病中都起着重要的作用。现在来自美国西北大学的纳米医学专家开发出了一种叫做Sticky-flares的新技术，提供了第一个实时追踪和观察RNA传送到活细胞内时分布动态的新方法。

RNA是所有已知生命形式一个基础的组成部分——因此当RNA出错之时，许多事都可能会出错。RNA错误调控在许多疾病如精神障碍、自闭症和癌症的发病中都起着重要的作用。

现在来自美国西北大学的纳米医学专家开发出了一种叫做Sticky-flares的新技术，提供了第一个实时追踪和观察RNA传送到活细胞内时分布动态的新方法。

相比于当前的所有分析技术，这些Sticky-flares有潜力帮助科学家们更好地了解RNA的复杂性，观察及研究RNA错误调控的生物学和医学意义。

研究人员将相关的细节发布在了7月20日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

以往的一些技术只能捕获RNA定位的静止快照，因而无法充分地了解细胞内RNA转运和定位的复杂性。Sticky-flares并非是通过分析RNA快照来尝试了解功能，而是帮助创造了更像是观看实况视频的一种体验。

论文的通讯作者、Weinberg文理学院纳米医学专家Chad A. Mirkin说：“这令人感到非常的兴奋，因为细胞内大多数的RNA都具有非常特定的数量及定位，两者对于细胞的功能均至关重要，但直到现在要在活细胞中探究RNA的这两种属性都仍是一件非常困难，通常不可能做到的事情。我们希望更多的研究人员都将能够利用这一平台来增进我们对于细胞内RNA功能的认识。”

Sticky-flares是一种微小的球形核酸金纳米粒子复合物，它可以进入到活细胞中，靶向及将一种荧光报告子(“跟踪装置”)传送到RNA转录物处。在它被传送到细胞各处，包括细胞核中去的过程中，通过荧光显微镜便可以追踪到这一荧光标记。

在这篇PNAS文章中，科学家们描述了他们利用Sticky-flares在HeLa细胞中定量β-actin mRNA，以及在小鼠胚胎成纤维细胞中追踪β-actin mRNA实时传输的过程。

Sticky-flares建立在Mirkin研究组另一项称作为NanoFlares的技术的基础上，NanoFlares是第一种基于遗传来检测从人类血液中抽提出来的循环肿瘤细胞的方法。

NanoFlares对于那些从事基因表达定量研究的科研人员非常的有用。当前AuraSense, Inc生物技术已获得了西北大学NanoFlare技术授权，另一家生物技术公司EMD-Millipore已将NanoFlares商业化。现在有1,700种商业形式的NanoFlares在230多个国家以SmartFlare?为商品名进行销售。

设计出Sticky-flare旨在解决SmartFlares?的一些局限，其中最显著的就是SmartFlares?无法追踪RNA定位及进入到细胞核内。西北大学研究小组相信，对于那些想了解RNA在活细胞中功能的研究人员，Sticky-flares将成为他们一个有价值的工具。

原文标题：Quantification and real-time tracking of RNA in live cells using Sticky-flares

原文摘要：We report a novel spherical nucleic acid (SNA) gold nanoparticle conjugate, termed the Sticky-flare, which enables facile quantification of RNA expression in live cells and spatiotemporal analysis of RNA transport and localization. The Sticky-flare is capable of entering live cells without the need for transfection agents and recognizing target RNA transcripts in a sequence-specific manner. On recognition, the Sticky-flare transfers a fluorophore-conjugated reporter to the transcript, resulting in a turning on of fluorescence in a quantifiable manner and the fluorescent labeling of targeted transcripts. The latter allows the RNA to be tracked via fluorescence microscopy as it is transported throughout the cell. We use this novel nanoconjugate to analyze the expression level and spatial distribution of β-actin mRNA in HeLa cells and to observe the real-time transport of β-actin mRNA in mouse embryonic fibroblasts. Furthermore, we investigate the application of Sticky-flares for tracking transcripts that undergo more extensive compartmentalization by fluorophore-labeling U1 small nuclear RNA and observing its distribution in the nucleus of live cells.

作者：秩名

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