遗传 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (2): 92-108.doi: 10.16288/j.yczz.23-306

• 特邀综述 • 上一篇    下一篇

荧光RNA及其生物传感技术研究进展

左方婷1,2,3(), 张雅强1,2,3, 杨慧敏1,2, 杨弋1,2(), 陈显军1,2()   

  1. 1.华东理工大学光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心,生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237
    2.华东理工大学药学院,上海市细胞代谢光遗传学技术前沿科学研究基地,上海 200237
    3.华东理工大学生物工程学院,上海 200237
  • 收稿日期:2023-12-12 修回日期:2024-01-25 出版日期:2024-02-20 发布日期:2024-01-29
  • 通讯作者: 杨弋,陈显军 E-mail:ftzuo@ecust.edu.cn;yiyang@ecust.edu.cn;xianjunchen@ecust.edu.cn
  • 作者简介:左方婷,博士后,研究方向:荧光RNA技术的开发与应用。E-mail: ftzuo@ecust.edu.cn.|杨弋,教授,博士生导师,长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,国家自然科学基金创新群体负责人,国家重点研发计划首席科学家。现任生物反应器工程国家重点实验室副主任,华东理工大学光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心主任,中国生物化学与分子生物学会常务理事及酶学分会副主任、秘书长,中国生物物理学会理事。主要研究方向为光遗传控制方法、细胞代谢监控方法和生物大分子标记方法。系列前沿方法学研究成果发表于Nature Biotechnology、Nature Methods、Cell Metabolism等国际重要期刊,已被国内外实验室广泛应用。|陈显军,教授,博士生导师,国家高层次青年人才。研究方向主要为新型光遗传学技术的开发与应用和生物大分子荧光标记技术开发与应用,近年来聚焦活细胞RNA实时动态监测与时空精确调控的方法学关键难题,创新发展了系列高性能荧光RNA与RNA代谢光控因子,实现了活细胞RNA高时空分辨成像与精密控制。相关研究成果以第一或通讯作者发表在Nature Biotechnology、Nature Methods、Nature Chemical Biology、Nature Communications、Nature Protocols等国际重要期刊,授权多项国内外发明专利。研究成果在国际同行中产生重要影响,所发展技术被300余个国内外一流机构实验室跟踪应用。主持包括十余项国家与省部级基金项目。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(32121005);国家自然科学基金项目(32150028);国家自然科学基金项目(21937004);国家自然科学基金项目(91857202);国家自然科学基金项目(32250009);国家重点研发计划(2022YFC3400100)

Progress on fluorescent RNA and fluorescent RNA-based biosensing technology

Fangting Zuo1,2,3(), Yaqiang Zhang1,2,3, Huimin Yang1,2, Yi Yang1,2(), Xianjun Chen1,2()   

  1. 1. Interdisciplinary Research Center of Optogenetics and Synthetic Biology, State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
    2. Shanghai Advanced Research Base of Cell Metabolism Genetics, School of Pharmacy, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
    3. School of Bioengineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
  • Received:2023-12-12 Revised:2024-01-25 Published:2024-02-20 Online:2024-01-29
  • Contact: Yi Yang,Xianjun Chen E-mail:ftzuo@ecust.edu.cn;yiyang@ecust.edu.cn;xianjunchen@ecust.edu.cn
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China(32121005);National Natural Science Foundation of China(32150028);National Natural Science Foundation of China(21937004);National Natural Science Foundation of China(91857202);National Natural Science Foundation of China(32250009);National Key Research and Development Program of China(2022YFC3400100)

摘要:

荧光RNA技术是一种新兴的RNA标记技术,可用于活细胞RNA的原位实时标记与成像,对于人们理解RNA的功能和调控机制发挥着至关重要的作用。基于荧光RNA的生物传感技术可用于活细胞内小分子代谢物以及蛋白质等靶标的实时动态检测,为生命科学基础研究以及生物医学传感技术开发提供极具价值的工具。本文对遗传编码的荧光RNA的发展历程、荧光RNA技术在活细胞RNA成像,以及基于荧光RNA的生物传感技术在活细胞代谢物检测等方面的应用进行了介绍和总结,并对该领域的发展现状和未来发展方向展开讨论和展望,以期为该技术的进一步发展和在相关领域的应用提供参考。

关键词: 荧光RNA, 荧光标记, RNA成像, 生物传感

Abstract:

Fluorescent RNA is a kind of emerging RNA labeling technique that can be used for in situ labeling and imaging of RNA in live cells, which plays an important role in understanding the function and regulation mechanism of RNA. Biosensing technology based on fluorescent RNA can be applied in dynamic detection of small molecule metabolites and proteins in real time, offering valuable tools for basic life science research and biomedical sensing technology development. In this review, we introduce the development of genetically encoded fluorescent RNA, and the application of fluorescent RNA in RNA imaging and biosensing technology based on fluorescent RNA in biosensing in live cell. Meanwhile, we discuss the direction and challenge of future development of fluorescent RNA technology to provide valuable insights for further development and application of this technology in relevant fields.

Key words: fluorescent RNA, fluorescent labeling, RNA imaging, biosensing