細(xì)胞FISH新技術(shù)

TALEN是一個(gè)被人們廣為接受的基因組編輯技術(shù)?，F(xiàn)在，科學(xué)家們?cè)赥ALEN的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)新技術(shù)，該技術(shù)也可以在活細(xì)胞中監(jiān)控染色體的動(dòng)態(tài)。

當(dāng)研究者們想知道特定核酸序列在細(xì)胞中的位置時(shí)，他們一般會(huì)進(jìn)行熒光原位雜交FISH。該技術(shù)利用熒光標(biāo)記的互補(bǔ)探針與目的鏈雜交，在細(xì)胞內(nèi)黑暗的背景中生成一個(gè)亮點(diǎn)。不過(guò)FISH技術(shù)需要固定，不能在活細(xì)胞中研究染色體的動(dòng)態(tài)。

日前，兩個(gè)相互獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)分別在Nucleic Acid Research和Nature Structural & Molecular Biology雜志上發(fā)表文章描述了一種新方法，該方法可以利用轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物TALE在活細(xì)胞中標(biāo)記基因組DNA。這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)分別由德國(guó)慕尼黑大學(xué)的Heinrich Leonhardt教授，和法國(guó)IGBMC的Maria-Elena Torres-Padilla領(lǐng)導(dǎo)。

TALE的DNA結(jié)合域由一些非常保守的重復(fù)氨基酸序列模塊組成，每個(gè)模塊負(fù)責(zé)靶向一個(gè)DNA堿基。在這些模體中，主要由兩個(gè)核心氨基酸決定TALE的特異性識(shí)別。研究者們可以根據(jù)目的DNA的序列，設(shè)計(jì)特定的模體組合，進(jìn)而構(gòu)建能夠與基因組區(qū)域結(jié)合的蛋白。

Leonhardt和Torres-Padilla將TALE與熒光蛋白偶聯(lián)起來(lái)，對(duì)近著絲粒區(qū)域的重復(fù)序列（主要衛(wèi)星重復(fù)序列）進(jìn)行靶標(biāo)。他們?cè)谛∈蟮呐咛ジ杉?xì)胞中表達(dá)這個(gè)蛋白，并通過(guò)熒光成像在整個(gè)細(xì)胞周期中跟蹤上述染色體區(qū)域。

Torres-Padilla將她的技術(shù)稱為TGV（TALE介導(dǎo)的基因組可視化技術(shù)），Leonhardt并沒(méi)有給自己的方案命名，只是說(shuō)這一技術(shù)“類似于活細(xì)胞FISH。”

作為一種活細(xì)胞技術(shù)，這種新方案可以用于檢測(cè)細(xì)胞中的分子動(dòng)態(tài)。Leonhardt通過(guò)光漂白-恢復(fù)實(shí)驗(yàn)向人們展示，他構(gòu)建的TALE片段可以的與目標(biāo)穩(wěn)定結(jié)合幾分鐘。

Torres-Padilla及其團(tuán)隊(duì)將自己構(gòu)建的TALE片段插入了小鼠的受精卵，并在早期胚胎發(fā)育的過(guò)程中跟蹤蛋白的表達(dá)情況。此外，她的團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了靶標(biāo)端粒和次要衛(wèi)星重復(fù)序列的TALE片段，并且通過(guò)雙色成像同時(shí)檢測(cè)了這兩種序列。

據(jù)Leonhardt介紹，新研究為人們提供了一個(gè)研究基因組結(jié)構(gòu)和組織形式的重要工具，可以幫助人們揭示此前難以監(jiān)控的表觀遺傳學(xué)控制。

他解釋道，過(guò)去人們?cè)?jīng)認(rèn)為“細(xì)胞核中的DNA可以自由活動(dòng)，就像一碗湯面一樣沒(méi)有什么規(guī)則可言?，F(xiàn)在越來(lái)越多的證據(jù)表明事實(shí)并非如此?；蚪M在細(xì)胞核內(nèi)的組織形式是高度復(fù)雜的，是對(duì)基因組活性的額外調(diào)控?！?/span>

梅約診所的Stephen Ekker教授一直在自己的研究中使用TALEN技術(shù)。他指出，這兩項(xiàng)新研究為人們提供了一個(gè)“全新的細(xì)胞生物學(xué)研究工具?！崩碚撋线@一技術(shù)可以靶標(biāo)基因組序列。舉例來(lái)說(shuō)，研究者們可以在發(fā)育或腫瘤發(fā)生過(guò)程中，實(shí)時(shí)研究特定染色體區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。

“從實(shí)用性的角度來(lái)看，這一技術(shù)可以幫助人們解決一些細(xì)胞生物學(xué)研究的難題。我對(duì)此很感興趣?！盓kker教授說(shuō)。