RNA分子在基因表达过程中具有重要的生物学功能且具备高度的动态性。活细胞单分子RNA成像技术使RNA的动态生命历程得以可视化，包括转录、出核、亚细胞定位、翻译以及降解等。目前广泛使用的MS2-MCP的RNA成像技术基于MCP蛋白与MS2序列的发夹结构的紧密结合。通过将多个重复的MS2序列插入到目标RNA中，即可招募多个与MCP融合的荧光蛋白，实现单个RNA分子的可视化。MS2系统对内源性mRNA成像需要将24个串联重复的MS2序列（1300 nt）敲入基因组特定位置。由于24xMS2长度长，且为重复序列，定点敲入基因组效率低。如何增加RNA成像的效率和分辨率是领域内重点关注的问题。

　　近日，浙江大学马为锐与徐素宏（中国细胞生物学学会发育生物学分会委员）实验室合作在eLife杂志上发表题为“Enhanced Single RNA Imaging Reveals Dynamic Gene Expression in Live Animals”的研究论文。本研究开发了一种信号放大增强型单分子mRNA成像新技术，并利用该技术揭示了线虫表皮特异基因快速感应细胞膜损伤启动mRNA实时转录的时空动态过程。

　　该研究将MS2与Suntag蛋白质信号放大系统相结合，BOB综合体育官方APP下载开发了标记单分子RNA的新技术，命名为MASS（MS2-based signal Amplification with Suntag System）。MASS对单分子mRNA的成像原理基于插入mRNA 3′UTR中的8xMS2重复序列、融合有串联Suntag的MCP蛋白和识别Suntag的scFV-sfGFP的信号级联放大。该系统实现了高时间分辨率的活细胞及活体动物内源RNA成像。与经典的24xMS2系统相比，该研究使用了8xMS2（~350 nt），降低了敲入特定基因组位点的难度；同时Suntag招募了更多的荧光蛋白分子，显著放大了单分子RNA的标记信号。MASS技术在细胞和多细胞动物模型中均得到了验证，为单分子RNA亚细胞定位等科学问题的深入研究提供了新方法。

　　本研究进一步利用线虫表皮细胞损伤模型验证了MASS在活体动物中具有标记mRNA的能力。通过对损伤后转录上调的基因C42D4.3为例，将8xMS2敲入该基因的3′UTR，同时通过组织特异性启动子将MCP-24xSuntag和scFv-sfGFP表达在表皮细胞。通过激光或针刺损伤线虫表皮，MASS标记的内源C42D4.3的mRNA迅速表达，形成大量的点状GFP信号,说明MASS能检测内源mRNA的表达。随后，GFP亮斑的产生逐渐从损伤区域附近向远端扩展，提示损伤产生的效应因子逐渐扩散并激活基因表达。这位进一步利用该技术研究细胞损伤感应与转录激活提高了高时空分辨率的工具，同时也说明MASS可用来追踪活体动物中RNA的动态过程以及为动物模型研究RNA转录、迁移等诸多其他科学问题提供了有力的技术支持。

　　浙江大学马为锐实验室研究生胡雨岑和徐素宏实验室博士后许静秀、研究生高尔罄为本文共同第一作者，马为锐和徐素宏为共同通讯作者。参加该研究的还有马为锐实验室博士研究生范学渊、叶柄成和博士后魏杰丽。该工作受国家重点研发计划、国家自然科学基金委、浙江省自然科学基金、生研院启动基金、杭州市创新团队、浙大青年科研创新专项的资助。

　　原标题：《【学术前沿】浙江大学马为锐和徐素宏实验室合作研发单分子RNA活体成像新技术MASS在eLife发表》

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