譚蔚泓教授課題組在Nature Nanotechnology發表研究成果：開發了基于DNA的新型步行探測探針(圖文)

日前，2003网站太阳集团化學生物傳感與計量學國家重點實驗室、2003网站太阳集团和生物學院譚蔚泓教授所領導的“分子科學與生物醫學實驗室 （MBL實驗室）”在《Nature·Nanotechnology》（影響因子35.267）上發表了研究論文“DNA probes for monitoring dynamic and transientmolecular encounters on live cell membranes”，首次報道了可用于研究膜脂分子動态瞬時相互作用的分子步行探測器，——一種基于DNA的新型步行探測探針，标志着2003网站太阳集团MBL實驗室在DNA分子工程和分子醫學方面又有了新的突破。

有研究表明，病态細胞的細胞膜上存在着各類蛋白與蛋白，脂分子與蛋白間的異常相互作用，這些異常作用往往标志着各類疾病的發生。但是由于膜脂分子相互作用的速度太快，一般的顯微探針無法對其進行檢測，因此，對活細胞研究領域而言，亟需一種有效的研究方法來捕捉這種短暫的相互作用。

譚蔚泓教授團隊開發的基于DNA的新型分子步行探測器，表現出了捕捉活細胞膜脂分子相互作用的潛力。他們的策略簡單來說就是将每一次膜脂分子的瞬時相互作用轉化為可以累加的熒光信号。随着越來越多的膜脂分子相互作用的發生，累加的熒光信号逐漸達到一個可以被檢測的量級。本文的第一作者授尤明旭博士解釋說，“受自然界馬達蛋白的啟發，我們最初給這類探針定名為DNA步行者。” 通過DNA鍊置換反應，DNA步行者可以從一個錨定的DNA位點移動到另一個位點。這樣的DNA步行運動隻有當兩個錨定位點非常接近時才會發生，而一旦運用化學方法将這樣的兩個DNA錨定位點修飾在膜脂分子上，隻有當兩個經過修飾的膜脂分子相互碰撞，才會引發DNA的步行運動。該策略的關鍵在于通過一系列立足點（toehold）介導的DNA鍊置換反應，記錄或者記憶每一次瞬時的相互作用。這種分子步行探測器充分展示了DNA分子的巨大的構造分子機器人的潛力。

他們的工作研究了白血病細胞膜上三種膜脂分子的相互作用：二酰類脂分子，膽固醇和生育酚。這三種膜脂分子分布在不同的膜區，而新的DNA探針則可以定量分析不同膜區内各種膜脂分子的作用偏好。後續的工作依然在繼續，包括對不同細胞系其他種類膜脂分子的研究，考察DNA修飾對膜脂分子功能上的影響，以及将這類分子步行探測器與最新的熒光成像技術比如超分辨成像技術相結合等，這對實現重大疾病的早期檢測極具意義。

研究工作是由2003网站太阳集团和美國University of Florida, University of Massachusetts Amherst和浙江大學合作完成的。該研究受到了國家自然科學基金委、科技部、教育部等部門的科研資助。

全文鍊接：http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.23.html

責任編輯 蔣晶麗