荧光RNA 传感器用于检测人体细胞内靶标

2023 年7 月24 日，《 核 酸 研究》（Nucleic Acids Research） 在 线发表了中国科学院北京生命科学研究院李幸团队撰写的题为“Genetically encoded RNA-based sensors with Pepper fluorogenic aptamer”的研究论文。该团队开发了一类基因编码的新型荧光RNA 传感器。该传感器能够在活细胞中监测代谢物、外源药物、蛋白与金属离子等靶标，展现出高通量、高内涵药物筛选的潜力。

传统的基因编码传感器由荧光蛋白和结合靶标的蛋白模块组成。然而，由于多数靶标缺乏对应的蛋白模块，科学家难以构建基于荧光蛋白的传感器。此外，基于荧光蛋白的传感器还有信噪比低等缺陷，限制了荧光蛋白传感器的应用。

李幸团队通过系列实验设计研发了不包括RG4 的荧光RNA 传感器。研究选择使用了Pepper 荧光适配体。Pepper 不含RG4 结构，避免了被细胞酶降解或解旋。此外，Pepper 亮度高，稳定性强，并能够结合不同小分子探针产生不同颜色的荧光。基于此，李幸团队开发了一系列基于Pepper 的生物传感器。进一步，实验表明，这些传感器不包含RG4 结构，并可以高效监测活细胞中的内源小分子代谢物、外源药物、蛋白质和金属离子等多种靶标。该研究发展的基于RNA 传感器率先用于检测人体细胞内的金属离子，为探索人体活细胞金属离子提供了新型基因编码工具。

该团队为追踪活细胞内靶标及其信号传导途径提供了高效的生物传感平台，在药物筛选和疾病诊断等领域具有潜在的应用价值。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。