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显微镜扩张技术在纳米水平上了解RNA帝国

发布时间:2017-02-17 17:32:54 浏览次  


     
     麻省理工学院之工程师们已经开发出一种RNA分子可视化方案,帮助研究者们以更高之分辨率在完整组织中了解RNA分子,甚至能够精确定位RNA在细胞中之位置。
     该项新技术之关键步骤是在组织成像前进行组织扩大。通过将组织自身体积扩大,就可以应用普通之高分辨率成像显微镜找到RNA。
     “现在我们可以依托细胞之膨胀过程了解RNA之空间精度,甚至我们可以很容易地在大型完整组织中找到RNA,”Ed Boyden 表示,他是麻省理工学院大脑与认知科学系生物工程学副教授,该研究相关文章发表于2016年出版之《自然方法》杂志上。
     研究细胞内RNA之分布可以帮助科学家们了解细胞对基因表达之控制机制,也可以帮助专家们调查一些给RNA引起之疾病之病因,找出可行之治疗方案。
     Boyden 和他之同事们首次描述了这种底层技术,即显微镜扩张技术,去年,他们已成功应用该技术形容了大样本脑组织中之蛋白质物质。该技术相关文章发表于7月4日出版之《自然·生物技术》杂志上之一篇文章中,研究表明,麻省理工学院之研究团队目前已经提出了一个新版本之技术方案,采用现有之化学物质,净方便研究者们使用。
     一个简单之过程
     在最初之扩张显微镜技术中,嵌入组织样本中使聚合物膨胀之物质是水。这就帮助研究者们将目之组织扩大了,研究者们可以在70纳米之分辨率下获得RNA图像,但这显然不具有极大之普遍性,因为,只有通过非常专业并且十分昂贵之显微镜才能观察到。然而,该方法显然面临着一系列之挑战,因为它需要一个复杂之化学标记过程,应用抗体标记目标蛋白质后,再与荧光染料以及化学锚连接,这中包含着聚丙烯酸吸水性聚合物,即聚丙烯酸酯之复杂吸水过程。研究人员表明,这种技术可以应用于许多类型之组织研究中,包括大脑、胰腺、肺、脾。
     RNA成像
     

     在文章中,研究人员使用相同之锚定手段,但发挥之并不是修饰作用,而是起到对RNA分子之定位效果。使得讫有之RNA样品固定在凝胶中,讫以,此时,RNA分子就不得不停留在了原来之位置上,接受整个消化和扩张过程。
     空间精度之增强可以让科学家去探索许多关于RNA之问题,还有助于细胞功能之探究。例如,这有助于神经科学研究者们解决他们面临之一项长期之问题:在大脑储存新之记忆或技能时,神经元是如何迅速改变这连接强度之?一种假设是:具有编码蛋白质功能之RNA分子存储在细胞间之突触中,在需要之时候就会被立即翻译成蛋白质,完成这一过程。因此,该技术为进一步之细胞机制研究提供了技术保障。
     
        
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