CCS Chemistry | CRISPR螢光探針用於細胞染色質高分辨成像

2021-01-20 澎湃新聞

以下文章來源於CCSChemistry ，作者CCS Chemistry

CCSChemistry

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染色質結構的時空有序性對於細胞基因組功能調控至關重要。常規的染色質成像方法，如螢光原位雜交技術（fluorescence in situ hybridization, 即FISH），需要對染色質DNA進行固定與變性處理，不能實現對活細胞的實時成像。因此，發展高時空分辨的染色質可視化工具引起了研究者的關注。在CCS Chemistry 2019年第3期中，上海交通大學樊春海課題組發展了一種基於螢光染料標記的CRISPR探針，實現了活細胞染色質的實時高分辨成像。

近年來，成簇規則間隔短回文重複序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，即CRISPR）/CRISPR相關核酸內切酶（Cas）系統已發展成為一套強大的基因編輯工具。該系統依賴一段可設計的嚮導RNA（gRNA）引導內切酶（例如Cas9）識別並結合DNA雙鏈上與gRNA匹配的目標位點。這種對活細胞內雙鏈DNA的靶向性，在染色質實時成像的應用中也顯示出了巨大的潛力。在本工作中，研究者在體外轉錄的gRNA上標記多個高亮度的螢光染料分子。這些探針在活細胞內與失去內切酶活性的Cas9（dCas9）蛋白結合，即可實現對目標染色質位點的定位與成像。相對於以前的研究中用遺傳標記的螢光蛋白，這種採用螢光染料的策略可以兼顧螢光信號強度和多色成像，從而方便地實現多色螢光成像。

研究者展示了對端粒和主衛星序列的多色成像，信噪比相對於螢光蛋白提高了約五倍。利用這種高亮的螢光探針，該工作展示了利用受激發射損耗（stimulated emission depletion，即STED）顯微鏡實現對端粒的超分辨螢光成像。這種CRISPR螢光探針還可以對活細胞中目標位點進行動態實時監測以及運動軌跡分析。因而，這種新的CRISPR成像探針提高細胞成像的時空解析度方面具有很好的潛力，有助於對活細胞內生物大分子結構與功能關係的研究。

研究成果以Research Article形式發表在中國化學會旗艦期刊CCS Chemistry 2019第3期。

文章詳情：

Multiplexed Superresolution CRISPR Imaging of Chromatin in Living Cells

Shaopeng Wang, Yaya Hao, Luhao Zhang, Fei Wang, Jiang Li, Lihua Wang, and Chunhai Fan*

DOI: 10.31635/ccschem.019.20180035

Cite this: CCS Chem. 2019, 1, 278-285

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原標題：《CCS Chemistry | CRISPR螢光探針用於細胞染色質高分辨成像》

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