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生物通报道：来自湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，美国佛罗里达大学等处的研究人员发表了题为“DNA probes for monitoring dynamic and transient molecular encounters on live cell membranes”的文章，研发出了用于监测活细胞膜上动态和瞬态分子间相互作用的DNA探针，获得了DNA新型步行探测器研究的重要进展。

这一研究成果公布在Nature Nanotechnology杂志上，由湖南大学谭蔚泓教授领导完成，首次报道了一种可用于研究膜脂分子动态瞬时相互作用的分子检测与跟踪技术——一种基于DNA的新型步行器。同期Nature Nanotechnology 杂志也配发了评述，高度评价了此工作。

病态细胞的细胞膜上存在着各类蛋白与蛋白以及脂分子与蛋白间的异常相互作用，这些异常作用往往标志着各类疾病的发生。但是，由于膜脂分子相互作用的速度太快，一般的显微探针无法对其进行监测。因此，亟需一种有效检测方法来捕捉活细胞中这种短暂的相互作用。

谭蔚泓教授团队开发的基于DNA探针的新型分子步行探测器，可以监测活细胞膜上动态和瞬态的分子间相互作用，在捕捉活细胞膜脂分子间相互作用方面具有巨大应用潜力。他们的策略就是将每一次膜脂分子的瞬时相互作用转化为可以被累加的荧光信号，从而实现分析检测。通过DNA链置换反应，DNA步行者可以从一个锚定的DNA位点移动到另一个位点。这样的DNA步行运动只有当两个锚定位点非常接近时才会发生。

运用化学方法将带荧光基团DNA步行者和带猝灭基团的DNA锚定位点分别修饰在膜脂分子上，膜脂分子发生相互碰撞时，引发DNA的步行运动，从而引发荧光信号的改变，相应的膜脂分子间相互作用即可被积累的荧光信号所记忆。这一策略的关键在于通过一系列立足点（toehold）介导的DNA链置换反应，记录或者记忆每一次瞬时的相互作用。

这项工作研究了白血病细胞膜上二酰类脂分子、胆固醇和生育酚三种膜脂分子的相互作用，这三种膜脂分子分布在不同的膜区，从而可以定量分析不同膜区内各种膜脂分子的作用偏好。这种分子步行探测器充分展示了DNA分子构造分子机器人的巨大潜力。

原文标题：

DNA probes for monitoring dynamic and transient molecular encounters on live cell membranes