中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所方顯楊研究組與合作者將CRISPR技術(shù)與拓展遺傳密碼技術(shù)結(jié)合，開發(fā)出一種新型活細(xì)胞DNA成像技術(shù)——CRISPR PRO-LiveFISH。該技術(shù)在此前的CRISPR LiveFISH方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)性升級(jí)，首次引入擴(kuò)展遺傳字母表中的正交非天然堿基對(duì)，顯著提升了探針標(biāo)記的靈敏度。相關(guān)論文11月6日發(fā)表于《自然—生物科技》。
三維基因組互作與表觀遺傳修飾是基因表達(dá)調(diào)控的重要因素，其動(dòng)態(tài)變化與細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育及癌癥等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。解析染色質(zhì)在活細(xì)胞內(nèi)的時(shí)空動(dòng)態(tài)，是理解基因調(diào)控機(jī)制的重要科學(xué)問題。現(xiàn)有基于CRISPR-Cas系統(tǒng)的成像方法可靶向內(nèi)源基因序列，但仍受系統(tǒng)復(fù)雜性和靈敏度的限制，在非重復(fù)序列成像，多位點(diǎn)成像及原代細(xì)胞應(yīng)用方面仍面臨挑戰(zhàn)。
研究通過結(jié)合擴(kuò)展遺傳密碼技術(shù)與sgRNA理性設(shè)計(jì)，CRISPR PRO-LiveFISH技術(shù)為動(dòng)態(tài)三維基因組研究提供了新的活細(xì)胞多色成像工具，適用于非重復(fù)DNA序列的動(dòng)態(tài)標(biāo)記以及原代細(xì)胞成像。借助該工具，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了染色質(zhì)動(dòng)態(tài)與表觀遺傳之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律、解析了增強(qiáng)子-啟動(dòng)子（E-P）的時(shí)空互作特性，并闡釋了轉(zhuǎn)錄共激活因子BRD4在維持超級(jí)增強(qiáng)子三維互作中的關(guān)鍵作用，從而深化了對(duì)表觀調(diào)控和三維基因組時(shí)空動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制的理解。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王海峰研究員、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所方顯楊研究員和清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院頡偉教授是該論文的共同通訊作者。清華大學(xué)博士生劉美鑠、黃可韻和已畢業(yè)博士生張杰（現(xiàn)為生物物理所方顯楊組博士后）為論文共同第一作者。該研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）和北京市自然科學(xué)基金的支持。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41587-025-02887-3
本文鏈接：研究開發(fā)新型活細(xì)胞DNA成像技術(shù)http://m.sq15.cn/show-11-27923-0.html
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