原位雜交(ISH)這種顯微鏡方法解決了這兩個(gè)問(wèn)題。它利用標(biāo)記的核酸探針來(lái)確定組織及細(xì)胞中DNA或RNA的空間位置和豐度。這種方法有兩種形式,熒光(FISH)和顯色(CISH)。之前,F(xiàn)ISH和CISH一直是定性的:要么陽(yáng)性,要么陰性。隨著技術(shù)的發(fā)展,定量版本也被開發(fā)出來(lái)。
單分子熒光原位雜交(smFISH)是一種新的基因表達(dá)分析方法,能報(bào)告轉(zhuǎn)錄本豐度和空間定位。但到目前為止,smFISH還不能實(shí)現(xiàn)基因組范圍的分析。如今,瑞士蘇黎世大學(xué)的研究人員報(bào)告了一種策略,讓smFISH也插上高通量的翅膀。1
蘇黎世大學(xué)分子生命科學(xué)研究所的Lucas Pelkmans領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。他解釋道,傳統(tǒng)的smFISH有兩個(gè)主要缺點(diǎn),阻礙了它的高通量應(yīng)用。首先,它產(chǎn)生相對(duì)較弱的信號(hào),信噪比不太高。其次,它不能擴(kuò)展,因?yàn)樗枰叩姆糯蟊稊?shù),長(zhǎng)的成像時(shí)間,并且每個(gè)轉(zhuǎn)錄本的條件需要優(yōu)化。
傳統(tǒng)的smFISH利用一系列短的寡核苷酸來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄本,每個(gè)寡核苷酸上標(biāo)記有一個(gè)熒光基團(tuán)。這樣,mRNA上就有足夠濃度的熒光分子,產(chǎn)生可見的光點(diǎn),但通常只有在60x或100x放大倍數(shù)下,使用油浸、大數(shù)值孔徑的透鏡才行。
Pelkmans及其團(tuán)隊(duì)以支鏈DNA(branched DNA)為基礎(chǔ)開發(fā)了他們的方法。在這一策略中,15對(duì)寡核苷酸探針靶定一個(gè)特定的mRNA。這些探針將作為一級(jí)preamplifier探針的著陸墊,又為一些二級(jí)的amplifier探針提供了結(jié)合位點(diǎn),zui后是一組三級(jí)的標(biāo)記探針。
Pelkmans解釋道,這就像在轉(zhuǎn)錄本上種下了15顆雜交探針的樹。這種方法產(chǎn)生了放大的信號(hào),亮度增加100倍,信噪比也提高3倍,而成像時(shí)間比傳統(tǒng)方法大大縮短。
憑借這種強(qiáng)烈的信號(hào),研究小組將實(shí)驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化。他們建立了928個(gè)人類基因的支鏈DNA庫(kù),并用培養(yǎng)的HeLa
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