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鄒鵬課題組在活細胞核酸標記領域取得新進展

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2019726日,北京大學化學與分子工程學院、合成與功能生物分子中心鄒鵬課題組《德國應用化學》發表題為“Expanding APEX2 Substrates for Proximity‐Dependent Labeling of Nucleic Acids and Proteins in Living Cells”研究論文,報道了在活細胞中空間特異性標記核酸分子的新技術。

真核細胞具有復雜而高度有序的空間結構,研究生物大分子的亞細胞定位,對于闡明其生物學功能有著重要意義。核酸分子在細胞中特異性分布直接影響基因表達的效率,在蛋白質翻譯調控、學習與記憶形成等一系列生物學過程中扮演了重要角色。針對亞細胞區域中RNA組份研究,傳統手段依賴化學交聯、免疫沉淀、離心分離等技術,不但需要預先破壞細胞的天然結構,而且還局限于少數能夠被機械分離的亞細胞區域,缺乏普適性。

針對這一難題,鄒鵬課題組提出鄰近核酸標記策略。策略的核心是在活細胞中利用酶促反應形成大量高活性的自由基,酶鄰近的核酸分子發生共價加成反應,從而實現空間特異性標記。從工程改造的過氧化物酶APEX2出發,鄒鵬課題組首先設計合成了十余生物素偶聯的酶底物,并從中發現生物素-苯胺探針的核酸標記活性最高。他們進一步以線粒體、核纖層和核仁等亞細胞結構為例,建立了在活細胞中開展鄰近核酸標記的方法,并通過定量PCR與高通量測序分析證實了標記方法具有良好的空間特異性。鄰近核酸標記技術操作簡單、具有普適性,研究核酸亞細胞定位與功能關系提供了必要工具。

北京大學化學與分子工程學院博士生周穎、前沿交叉學科研究院博士生王鋼為該論文共同第一作者,鄒鵬研究員為論文通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金委、科技部、教育部、北京分子科學國家研究中心和北大-清華生命科學聯合中心的資助。

 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201905949

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