活细胞核酸标记的研究

真核细胞具有复杂而高度有序的空间结构，研究生物大分子的亚细胞定位，对于阐明其生物学功能有着重要意义。核酸分子在细胞中的特异性分布直接影响基因表达的效率，在蛋白质翻译调控、学习与记忆形成等一系列生物学过程中扮演了重要角色。针对亚细胞区域中RNA组份的研究，传统手段依赖于化学交联、免疫沉淀、离心分离等技术，不但需要预先破坏细胞的天然结构，而且还局限于少数能够被机械分离的亚细胞区域，缺乏普适性。

本研究提出“邻近核酸标记”的策略。该策略的核心是在活细胞中利用酶促反应形成大量高活性的自由基，与酶邻近的核酸分子发生共价加成反应，从而实现空间特异性标记。从工程改造的过氧化物酶APEX2出发，邹鹏课题组首先设计并合成了十余种与生物素偶联的酶底物，并从中发现生物素-苯胺探针的核酸标记活性最高。他们进一步以线粒体、核纤层和核仁等亚细胞结构为例，建立了在活细胞中开展邻近核酸标记的方法，并通过定量PCR与高通量测序分析证实了标记方法具有良好的空间特异性。邻近核酸标记技术操作简单、具有普适性，为日后研究核酸的亚细胞定位与功能关系提供了必要的工具。