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为解决光催化邻近标记(PL)依赖外部光限制活体动物深部组织应用的问题,研究人员开展生物发光共振能量转移(BRET)驱动的 PL 平台研究,该平台可实现体内外空间选择性标记,为活体系统深部组织高分辨率空间组学研究奠定基础。
本文介绍一种生物相容性、BRET 激活的邻近标记平台,该平台利用荧光素酶产生的生物发光驱动光催化标记,无需外部光源,可实现高分辨率空间蛋白质组 mapping、配体 - 受体介导的细胞 - 细胞界面的选择性捕获,以及体内外环境下精确的亚细胞转录组分析。通过将光催化的时空控制与荧光素酶的生理相容性相结合,该策略为以无与伦比的空间特异性研究复杂生物过程提供了通用工具包。
深入解析蛋白质、RNA 和细胞的机制依赖于对其空间组织和相互作用的精确 mapping。尽管光催化邻近标记(PL)可对生物分子和细胞进行时空控制标记,但其对外部光的依赖限制了在活体动物深部组织中的应用。为此,研究人员利用荧光素酶产生的生物发光作为内部光源,无需外部照明。
研究人员引入一种生物相容性、生物发光共振能量转移(BRET)驱动的 PL 平台,可在体内外细胞内和细胞间水平实现空间选择性标记。通过将光催化标记的高分辨率与荧光素酶的生理相容性相结合,该工具包为活体系统的深部组织、高分辨率空间组学研究铺平了道路。
本研究报道一种生物相容性、多功能的发光激活邻近标记(LAP)策略,用于分析活细胞和动物中的亚细胞蛋白质组和细胞间相互作用。该方法利用光催化剂 miniSOG 与 NanoLuc 荧光素酶融合,其生物发光通过共振能量转移机制激活 miniSOG,原位产生活性氧物种以介导邻近标记(PL)。在移植 MC38 细胞的 C57BL6/N 小鼠模型中,LAP 的高空间特异性得到验证,数据揭示了肿瘤微环境依赖性的分泌组重塑。LAP 还被应用于鉴定体内外配体 - 受体介导的细胞 - 细胞相互作用。通过将 LAP 与下一代测序相结合,实现了局部转录组分析。总体而言,LAP 被证明是一种具有强生物相容性的通用 PL 技术,适用于空间多组学应用。