分享一篇发表在JACS上的文章：A Universal Labeling Strategy for Nucleic Acids in Expansion Microscopy，通讯作者是来自鲁汶大学的Johan Hofkens教授，课题组的研究方向是核酸成像、膨胀显微镜等等。
RNA的原位定位和分析在基因表达调控、细胞类型及其功能、细胞间相互作用等研究中起着至关重要的作用。在基因表达信息的高分辨率空间分析中，荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）技术是一种对细胞和组织内RNA转录本可视化和定量的强大工具。但即使是单分子FISH也很难区分RNA分子近距离发射的重叠信号。膨胀显微镜（Expansion microscopy，ExM）是实现超分辨率成像的方法，首先生物特征被共价印入水凝胶中，随后水凝胶膨胀，以各向同性的方式增加分子之间的物理距离并保持着相对的样本几何形状，达到提高分辨率的目的。ExM与FISH的结合能够以更高的准确度和更高的检测效率对 RNA 进行成像。迄今为止，用于ExM中锚定 RNA 的策略之一是使用化学试剂直接将 RNA 连接到水凝胶，或者用丙烯酸酯标记的poly(dT) 将目标RNA间接移植到水凝胶中。然而，因为嫁接到聚合物基质上的RNA分子不能很好地在水中溶胀，导致FISH探针与目标解离。此外，还有将锚定和报告功能基团结合在同一条寡核苷酸探针中的方法，但在多重分析中该方法的成本过高。要解决这些限制，本文作者设计并优化了一系列化学探针，这些探针能够实现对RNA的标记和检测。首先，作者合成了一个寡核苷酸探针库，其设计原理是将荧光报告基因和寡核苷酸结合的反应基团相偶联。作者选择不同的化学反应官能团，其中包括光活化和热活化的反应性基团，并且通过分光光度法对这两类探针库的反应时间、缓冲液等标记条件进行优化，筛选出标记效率较高的探针。在优化了官能团后，作者在基于抗体的免疫荧光体系中验证了其优良的成像功能。进一步地，作者从优化好的支架结构中额外引入新功能——引入TRITON linkers使得该探针能够在ExM中锚定到聚合物基质，实现对RNA的FISH标记。在验证性实验中，作者评价了该类探针在寡核苷酸偶联抗体的成像性能，以及在ExM中标记和锚定RNA分子的性能。
综上，本文报道了一种在膨胀显微镜中标记核酸分子的通用化学方法。
本文作者：MB
责任编辑：WQW
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05931
文章引用：DOI：10.1021/jacs.1c05931
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