『Тема номера』Myosotis открывает новую эру РНК-визуализации!

28 октября 2024 г.

.Ли Цзян, Фангтин Цзо, Юаньюань Пань, Жуйлун Ли, Яцзе Ши, Синьи Хуан, Дашэн Чжан, Инпин Чжуан, Ючжэн Чжао, Цюнин Линь, И Ян, Линьонг Чжу, Сяньцзюнь Чен

Обложка этого выпуска: «Яркая и стабильная голубая флуоресцентная РНК позволяет получать многоцветные изображения РНК в живых Escherichia coli" к Профессор Сяньцзюнь Чэнь из Восточно-Китайского университета науки и технологий, и Профессор Линьюн Чжу из Восточно-китайского университета науки и технологий/Шанхайского университета Цзяотун.

Предыстория исследования

• В исследованиях клеточной и молекулярной биологии динамическое наблюдение в реальном времени за поведением и распределением внутриклеточных РНК имеет важное значение для понимания регуляции экспрессии генов, клеточных функций и механизмов возникновения заболеваний. Технология флуоресцентных РНК (FR), мощный инструмент, появившийся в последние годы, предлагает беспрецедентные возможности для визуализации РНК в живых клетках. FR — это особый класс РНК-аптамеров, которые связываются с соответствующими им низкомолекулярными флуоресцентными красителями и активируют их, тем самым генерируя обнаруживаемые флуоресцентные сигналы внутри клетки. Появление этой технологии значительно продвинуло область РНК-визуализации, позволив исследователям визуализировать РНК с высоким разрешением и чувствительностью в среде живой клетки в условиях, близких к физиологическим.
• Хотя было разработано множество FR и их цветовая палитра (т. е. диапазон цветов флуоресценции, которые могут быть испущены) была значительно расширена, голубые (cyan) FR, которые являются яркими и стабильными, биосовместимыми и ортогональными к существующим FR, остаются неудовлетворенной потребностью. Голубая флуоресценция предлагает уникальные преимущества в биологической визуализации, такие как более низкая клеточная фоновая флуоресцентная интерференция, более длительное время жизни флуоресценции и простота мультиплексной визуализации с другими цветовыми каналами. Поэтому разработка новой голубой FR имеет большое значение для содействия дальнейшему развитию технологии визуализации РНК.

Результаты исследования

• В этом исследовании был успешно разработан РНК-аптамер под названием Myosotis, который может специфически связывать и активировать новый GFP-подобный хромофор DBT для испускания яркой голубой флуоресценции. Это открытие не только обогащает цветовую палитру FR, но и предоставляет новый инструмент для визуализации РНК.
• Высокое сродство (наномолярный уровень) Myosotis к DBT и его слабая зависимость от ионов магния для процесса фолдинга позволяют ему поддерживать стабильную производительность в различных клеточных средах. Кроме того, комплекс Myosotis-DBT имеет длительное время жизни флуоресценции, хорошую фотостабильность и повышенную клеточную яркость, свойства, которые делают его идеальным зондом для визуализации РНК.Myosotis-DBT демонстрирует хорошую ортогональность с существующими FR Pepper и Clivia, что означает, что их можно использовать одновременно в одной и той же клетке, не мешая друг другу. Это свойство открывает возможность мультиплексной флуоресцентной визуализации, позволяя исследователям одновременно наблюдать поведение и распределение нескольких РНК в одном эксперименте.

Перспективы исследований

• Поскольку технология Myosotis-DBT продолжает развиваться и совершенствоваться, ожидается, что она будет широко использоваться в различных биологических системах и типах клеток для изучения роли РНК в регуляции экспрессии генов, дифференциации клеток и генезе заболеваний. Объединяя Myosotis-DBT с другими цветами FR, можно разработать более сложные и мелкозернистые методы множественной флуоресцентной визуализации, позволяющие одновременно визуализировать и динамически отслеживать несколько РНК и белков в клетках.
• Учитывая важную роль РНК в возникновении и прогрессировании заболеваний, ожидается, что технология Myosotis-DBT будет применяться в клинической диагностике и терапии. Например, путем обнаружения изменений в уровне экспрессии или распределении определенных РНК можно осуществить раннюю диагностику и прогностическую оценку заболеваний; в то же время, используя технологию РНК-интерференции в сочетании с визуализацией Myosotis-DBT, можно отслеживать эффект и механизм РНК-таргетной терапии в режиме реального времени.

Процесс разработки дизайна обложки

Дизайн обложки призван подчеркнуть тему нано- и микромира, демонстрируя инновационное содержание научно-исследовательской работы по многоцветной РНК-визуализации живых бактерий. Благодаря визуальному воздействию и детальному представлению он привлекает внимание читателей и передает основную исследовательскую ценность статьи.

На обложке в основном используется фон темных тонов, чтобы подчеркнуть фиолетовые и красные бактериальные структуры. Выбор фиолетового и красного не только отражает сложность и жизнеспособность биологических систем, но и создает поразительный визуальный контраст, который привлекает внимание. Дизайн принимает футуристический и научно-фантастический стиль, тщательно моделируя микроскопический мир бактерий, чтобы подчеркнуть исследовательские характеристики нано- и микрополей.

Моделирование бактерий и их внутренних структур очень подробное, раскрывающее сложность и запутанность клеточных внутренностей. Бактерии на обложке выглядят как живые, с их шипастыми поверхностными структурами и сложными внутренними компонентами, воспроизведенными с точностью. Механизм визуализации РНК внутри бактерий проиллюстрирован с помощью многоцветных световых эффектов и динамических кривых, подчеркивающих инновационность многоцветной визуализации РНК. В конечном итоге эта обложка получила высокую оценку от курирующего профессора и редакторов журнала, что привело к ее успешной публикации!