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邹鹏课题组在活细胞核酸标记领域取得新进展



2019726日,北京大学化学与分子工程学院、合成与功能生物分子中心邹鹏课题组《德国应用化学》发表题为“Expanding APEX2 Substrates for Proximity‐Dependent Labeling of Nucleic Acids and Proteins in Living Cells”研究论文,报道了在活细胞中空间特异性标记核酸分子的新技术

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组份研究,传统手段依赖化学交联、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。

针对这一难题,邹鹏课题组提出邻近核酸标记策略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,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合成了十余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,研究核酸亚细胞定位与功能关系提供了必要工具

北京大学化学与分子工程学院博士生周颖、前沿交叉学科研究院博士生王钢为该论文共同第一作者,邹鹏研究员为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、科技部、教育部、北京分子科学国家研究中心和北大-清华生命科学联合中心的资助。

 

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