精确定量细胞内代谢物和信号分子的浓度对于研究细胞生物学至关重要。在近几年，基于基因编码荧光RNA的传感器已被用于检测各种细胞内的小分子和蛋白质等。这些基因编码RNA 传感器具有容易设计、背景低、无需生物递送和响应速度快等优点。传统的RNA 传感器基于一种发射绿色荧光的RNA 适体Spinach/Broccoli来检测靶向物。但是由于细胞与细胞之间转录的RNA 量的不同，导致难以准确定量靶向物的浓度和分布。这种无法准确定量小分子浓度会给细胞生物学研究带来很大的障碍。

近日，美国马萨诸塞大学的尤明旭教授（点击查看介绍）（通讯作者）等报道了一种基于发射两种颜色荧光的RNA 传感器，用于活细胞内的定量小分子成像。荧光RNA适体Broccoli（发射绿光）为内参，荧光RNA适体DNB（发射红光）用来检测小分子如抗生素和信号小分子。由于两种荧光RNA适体都构建在同一个结构中，所以通过作为内参的Broccoli 适体的荧光，作者可以准确定量单个细胞中RNA表达量。通过计算DNB/Broccoli的荧光比率并结合校正曲线，作者可以准确定量单个细胞内靶向物的浓度和不同细胞之间的浓度分布。作者利用这种新型的比率RNA传感器成功地在细菌里实现了抗生素-四环素和信号分子-环二鸟苷酸的定量成像。这种新型的比率RNA传感器可以广泛地应用到各种各样的小分子，核酸以及蛋白质等的活体细胞定量分析。该研究为实现遗传编码的RNA传感器在细胞内应用开辟了新的道路。

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Genetically Encoded Ratiometric RNA‐Based Sensors for Quantitative Imaging of Small Molecules in Living Cells

Rigumula Wu, Aruni P.K.K. Karunanayake Mudiyanselage, Fatemeh Shafiei, Bin Zhao, Yousef Bagheri, Qikun Yu, Kathleen McAuliffe, Kewei Ren, Mingxu You*

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201911799

导师介绍

尤明旭

http://www.x-mol.com/university/faculty/49888