莊小威在單分子成像技術領域又做出突破并登上《科學》雜志。3月15日,小威和87少同班同學見面時稱:最棒的成果是下一個。
在單個細胞中了解轉錄組的表達譜和空間景觀,是全面認識細胞行為的基礎。日前,著名學者莊小威領導研究團隊在Science雜志上發(fā)表了一項突破性的單分子成像技術,MERFISH(multiplexed error-robust fluorescence in situ hybridization)。該技術可以在單細胞水平上實現(xiàn)空間分辨的高度多重化RNA分析,打破了目前的技術限制。
莊小威是著名的華裔女科學家,畢業(yè)于中國科學技術大學少年班(87級),34歲時成為了哈佛大學的化學和物理雙學科正教授,是哈佛物理系和化學系少有的雙科教授。2012年莊教授當選為美國國家科學院院士,刷新了美國科學院最年輕華人院士的紀錄。她所研發(fā)的超高分辨率技術STORM與諾獎得主Eric Betzig的成果不相伯仲,卻和2014年的諾貝爾化學擦肩而過系統(tǒng)性分析單細胞的RNA豐度和空間定位,有助于我們理解細胞和發(fā)育生物學的許多方面。單分子熒光原位雜交(smFISH)是在單細胞中研究RNA拷貝數(shù)和空間定位的有力武器。這種技術能夠高分辨地分析RNA分布,為人們揭示了RNA亞細胞定位在生物學過程中的重要性,比如細胞遷移、發(fā)育和極化。smFISH還可以精確測定特定RNA的拷貝數(shù)(無擴增偏好),讓人們能夠定量基因表達的天然波動,進而闡明這種波動的調控機制。
隨著成像技術和分析方法的進步,smFISH檢測已經(jīng)實現(xiàn)了自動化,大大拓展了我們對RNA表達譜及其空間定位的認識。不過,smFISH目前只能在單細胞中同時檢測10-30種RNA,這無疑限制了這種技術的進一步應用。
莊教授等人開發(fā)的MERFISH是一個高度多重化的smFISH成像方法,可以在單個細胞中鑒定數(shù)千種RNA的拷貝數(shù)和空間定位。他們使用組合標簽、連續(xù)成像等技術來提高檢測通量,還通過error-robust編碼方案,來抵消單分子標記和檢測錯誤。
研究人員用MERFISH技術對數(shù)百個細胞進行了分析,在單細胞中同時成像100-1000種RNA。他們還通過相關分析繪制了基因調控網(wǎng)絡,預測了基因功能,鑒定了與蛋白屬性有關的RNA分布模式。
2015年3月15日莊小威與哈佛大學代表團訪問北京。當晚她和87少同班同學見面時笑稱“最棒的成果是下一個”。
新聞來源:鳳凰網(wǎng)等多家網(wǎng)絡報道。
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