新技术让研究进入单细胞内RNA的世界

2011-4-26 09:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网4月25日(北京时间)报道,美国麻省理工大学布罗德学院开发出一种高分辨率新技术,提供了多个窗口研究核糖核酸(RNA)的世界,让科学家能深入到单个细胞内部,观察RNA“机器”运转的各个步骤,并在其发生故障时检查问题出在哪里。研究论文发表在4月24日的《自然·生物技术》网站上。

  RNA在指导蛋白质合成过程中至关重要,其从出生、成熟到死亡的生命周期也是造成疾病的关键。对生物来讲,RNA生命周期对细胞的影响,比出生率和死亡率对一个国家人口的影响还要大。

  细胞能调控RNA的数量水平,在一个细胞的生命周期中,RNA数量水平呈动态变化。新技术可以瞄准一个特定细胞,研究所有RNA的变化过程。通过在极短的时间间隔内给RNA拍摄快照,并将这些照片连在一起,不仅能显示出RNA的数量变化,还能看到其生命周期中短暂的中间过程。研究小组将这种追踪新生RNA生命周期的技术与一种新的测序技术结合,就能计算出mRNA(信使RNA,携带遗传信息,在蛋白质合成时充当模板)的数量。

  运用该技术分析RNA分子产生、分解和组装等不同步骤中细胞内活性RNA分子的数量,研究人员就可将RNA生命周期分成不同阶段,然后研究不同阶段如何影响RNA的最终表达结果。这种将广泛与特定结合的方法提供了一种实时观察RNA变化的系统化视角。

  论文合著者伊多·艾米特说:“如果我们想观察大脑中某个特定的神经元,或者位于肺部不同细胞之间的某个特定细胞,这种技术能让我们把视野收缩到10亿个细胞中一个细胞内的一次分子过程。许多疾病的产生,正是由于某一类特殊细胞出现了短路。新技术将成为发现病因的强大工具。”

  新技术的一个关键应用是跟踪如癌症或其他影响到RNA生命周期的疾病中的基因突变。过去人们只知道发生了突变,而要看到细胞里分子过程中所发生的突变结果却非常困难。新技术能让研究人员深入透视到细胞内部,看到基因突变如何扰乱了RNA的数量水平,反过来又合成了哪种蛋白质。