利用纳升级微孔阵列中的多光谱滚环扩增技术对植物组织中的miRNA进行高灵敏度空间多重检测分析

《ACS Sensors》：Sensitive Spatially Multiplexed Profiling of miRNA in Plant Tissue Using Multispectral Rolling Circle Amplification in Nanoliter Well Arrays

　　

摘要

确定植物组织中微小RNA（miRNAs）的空间分布对于解析细胞特异性的基因调控途径至关重要。尽管有许多miRNAs参与植物的响应机制，但传统的空间miRNA检测技术只能同时检测两种miRNAs，且动态范围有限。我们提出了一种基于多光谱成像的先进空间分析方法，利用光谱特性独特且重叠最少的荧光标记物来识别不同的miRNAs。通过将功能化DNA探针固定在纳米升级孔阵列中的水凝胶柱上，这些探针同时包含针对特定miRNAs和荧光标记物的区域，从而可以实现五种荧光标记物的同步标记。我们还结合了滚环扩增技术，利用针对每种荧光标记物的特异性DNA串联体来放大结合事件，进而提高检测灵敏度和动态范围。我们在单个凝胶柱中实现了使用五种不同荧光标记物对miRNAs的多重检测，其检测下限在1.9到19仄摩尔之间。研究表明，多光谱滚环扩增技术能够提升检测效率，并可定量分析乙醇固定、石蜡包埋的拟南芥叶片切片中含量较低的靶标分子。将该技术与纳米升级孔阵列相结合后，每个凝胶柱的多重检测能力提升了5倍，进一步拓展了该技术在植物组织miRNA空间分析中的应用范围。