Cell:單個活細胞mRNA穩定性研究新技術!

2020-12-06 生物谷

2015年7月15日訊 /生物谷BIOON/ --本文亮點：

 

在活細胞內利用雙光子螢光技術檢測了單個RNA與蛋白質的結合

 

對細胞不同區域內與mRNA結合的蛋白質進行了定量檢測

 

在不同時空條件下對mRNA與ZBP1和核糖體的相互作用進行了定量檢測

 

ZBP1抑制核糖體與β-actin mRNA在核周部位的結合，但不影響其他部位

 

                                        

 

近日，來自美國愛因斯坦醫學院的研究人員在著名國際學術期刊cell發表了一項最新研究進展，他們利用雙光子螢光漲落分析技術實現了對mRNA-蛋白質相互作用的定量檢測，這一技術對於研究mRNA在細胞內不同時空條件下的表達具有重要推動作用。

 

mRNA是細胞在基因轉錄過程中合成出來的攜帶編碼信息的重要RNA，mRNA要實現在細胞特定時空條件下的可調控性表達需要與特定結合蛋白進行結合，調節其穩定性。了解這一過程對於許多疾病的治療和藥物開發都具有重要意義。為深入理解這一過程，需要開發一種方法在亞細胞水平對單個活細胞內RNA-蛋白質之間發生的相互作用進行研究。

 

在本研究中，研究人員利用雙光子螢光漲落分析技術將內源性單個RNA和蛋白的檢測結合起來，對活細胞特定區域內與mRNA結合的蛋白質的平均數目進行了測量。研究人員利用這種方法對原代成纖維細胞和神經元細胞亞細胞區域內ZBP1和核糖體與β-actin mRNA的結合進行了定量分析。結果發現ZBP1-mRNA的結合不會發生在細胞核內，這一結果與之前的一些研究相反。研究人員進一步研究發現與成纖維細胞相比，ZBP1與β-actin mRNA在神經元細胞核周部位的相互作用更強。

 

這項研究利用雙光子螢光技術對mRNA-蛋白質的相互作用進行了定量檢測，對於研究結合蛋白如何在不同時空環境下影響mRNA表達具有重要意義。（生物谷Bioon.com）

 

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Quantifying Protein-mRNA Interactions in Single Live Cells

 

Bin Wu, Adina R. Buxbaum, Zachary B. Katz3, Young J. Yoon, Robert H. Singer

 

Specific binding proteins are crucial for the correct spatiotemporal expression of mRNA. To understand this process, a method is required to characterize RNA-protein interactions in single living cells with subcellular resolution. We combined endogenous single RNA and protein detection with two-photon fluorescence fluctuation analysis to measure the average number of proteins bound to mRNA at specific locations within live cells. We applied this to quantify the known binding of zipcode binding protein 1 (ZBP1) and ribosomes to β-actin mRNA within subcellular compartments of primary fibroblasts and neurons. ZBP1-mRNA binding did not occur in nuclei, contrary to previous conclusions. ZBP1 interaction with β-actin mRNA was enhanced perinuclearly in neurons compared to fibroblasts. Cytoplasmic ZBP1 and ribosome binding to the mRNA were anti-correlated depending on their location in the cell. These measurements support a mechanism whereby ZBP1 inhibits translation of localizing mRNA until its release from the mRNA peripherally, allowing ribosome binding.

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