日前，湖南大學(xué)化學(xué)生物傳感與計量學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室、化學(xué)化工學(xué)院和生物學(xué)院譚蔚泓教授所領(lǐng)導(dǎo)的'分子科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗室 （MBL實(shí)驗室）'在《Nature·Nanotechnology》（影響因子35.267）上發(fā)表了研究論文'DNA probes for monitoring dynamic and transientmolecular encounters on live cell membranes'，首次報道了可用于研究膜脂分子動態(tài)瞬時相互作用的分子步行探測器，--一種基于DNA的新型步行探測探針，標(biāo)志著湖南大學(xué)MBL實(shí)驗室在DNA分子工程和分子醫(yī)學(xué)方面又有了新的突破。
有研究表明，病態(tài)細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在著各類蛋白與蛋白，脂分子與蛋白間的異常相互作用，這些異常作用往往標(biāo)志著各類疾病的發(fā)生。但是由于膜脂分子相互作用的速度太快，一般的顯微探針無法對其進(jìn)行檢測，因此，對活細(xì)胞研究領(lǐng)域而言，亟需一種有效的研究方法來捕捉這種短暫的相互作用。
譚蔚泓教授團(tuán)隊開發(fā)的基于DNA的新型分子步行探測器，表現(xiàn)出了捕捉活細(xì)胞膜脂分子相互作用的潛力。他們的策略簡單來說就是將每一次膜脂分子的瞬時相互作用轉(zhuǎn)化為可以累加的熒光信號。隨著越來越多的膜脂分子相互作用的發(fā)生，累加的熒光信號逐漸達(dá)到一個可以被檢測的量級。本文的第一作者授尤明旭博士解釋說，'受自然界馬達(dá)蛋白的啟發(fā)，我們最初給這類探針定名為DNA步行者。' 通過DNA鏈置換反應(yīng)，DNA步行者可以從一個錨定的DNA位點(diǎn)移動到另一個位點(diǎn)。這樣的DNA步行運(yùn)動只有當(dāng)兩個錨定位點(diǎn)非常接近時才會發(fā)生，而一旦運(yùn)用化學(xué)方法將這樣的兩個DNA錨定位點(diǎn)修飾在膜脂分子上，只有當(dāng)兩個經(jīng)過修飾的膜脂分子相互碰撞，才會引發(fā)DNA的步行運(yùn)動。該策略的關(guān)鍵在于通過一系列立足點(diǎn)（toehold）介導(dǎo)的DNA鏈置換反應(yīng)，記錄或者記憶每一次瞬時的相互作用。這種分子步行探測器充分展示了DNA分子的巨大的構(gòu)造分子機(jī)器人的潛力。
他們的工作研究了白血病細(xì)胞膜上三種膜脂分子的相互作用：二酰類脂分子，膽固醇和生育酚。這三種膜脂分子分布在不同的膜區(qū)，而新的DNA探針則可以定量分析不同膜區(qū)內(nèi)各種膜脂分子的作用偏好。后續(xù)的工作依然在繼續(xù)，包括對不同細(xì)胞系其他種類膜脂分子的研究，考察DNA修飾對膜脂分子功能上的影響，以及將這類分子步行探測器與最新的熒光成像技術(shù)比如超分辨成像技術(shù)相結(jié)合等，這對實(shí)現(xiàn)重大疾病的早期檢測極具意義。
研究工作是由湖南大學(xué)和美國University of Florida， University of Massachusetts Amherst和浙江大學(xué)合作完成的。該研究受到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、教育部等部門的科研資助。(生物谷Bioon.com）
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