荷兰乌得勒支大学研究人员开发出一款全新荧光传感器,可在活细胞乃至活体生物中实时监测DNA损伤及修复过程,为癌症研究、药物安全测试和衰老生物学等领域提供了重要的新工具。相关成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。
现有的工具,如抗体或纳米抗体,往往会过于紧密地与DNA结合,从而干扰细胞自身的修复机制。而此次开发的传感器可在不干扰细胞功能的前提下,实时标记受损DNA,并动态呈现修复过程。
该传感器采用来自天然蛋白质的小结构域,可自行结合和脱离损伤位点,能更真实地反映细胞的自然行为。其原理是在一个源自细胞特定蛋白结构域附加荧光标签,实现对损伤标记的短暂识别。由于这种结合是温和且可逆的,它能够“点亮”损伤区域,同时不阻碍修复过程。与传统方法相比,新传感器使研究人员能在同一细胞中连续观测损伤形成、修复蛋白到达及损伤消失等全过程,无需重复开展多组实验。
研究人员在秀丽隐杆线虫中验证了该工具的有效性。传感器不仅表现稳定,还捕捉到线虫发育过程中出现的程序性DNA断裂。这证明,新技术不仅适用于实验室培养细胞,也适用于在活体生物中开展研究。
该工具的应用潜力远不止于监测损伤修复,还可与其他分子模块自由结合,用于绘制DNA损伤在基因组中的位置图,或识别损伤区域周围会聚集哪些蛋白质,甚至可通过操纵受损DNA在细胞核内的位置,研究不同环境对修复效率的影响。