海德堡大学 肠道细菌(大肠杆菌)的常规外荧光(左)和超分辨定位显微镜图像，使用新的Rhobast-染料标记复合物进行荧光标记
比例尺:1米
学分:海德堡大学/卡尔斯鲁厄理工学院 核糖核酸是各种基本生物过程的关键
它传递遗传信息，将其翻译成蛋白质或支持基因调控
为了更详细地了解它的精确功能，海德堡大学和卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员设计了一种新的荧光成像方法，能够以前所未有的分辨率对活细胞核糖核酸成像
该方法是基于一种新的分子标记物——罗丹明结合适体，用于超分辨率成像技术
这种基于核糖核酸的荧光标记与染料罗丹明结合使用
由于其独特的性质，标记和染料以一种非常特殊的方式相互作用，这使得单个核糖核酸分子发光
然后可以使用单分子定位显微镜(SMLM)，一种超分辨率成像技术，使它们可见
由于缺乏合适的荧光标记，迄今为止通过光学荧光显微镜直接观察核糖核酸受到严重限制
RhoBAST是由海德堡大学药学和分子生物技术研究所(IPMB)和基特大学应用物理研究所(APH)的研究人员开发的
他们创造的标记是可遗传编码的，这意味着它可以与细胞产生的任何核糖核酸的基因融合
RhoBAST本身是无荧光的，但是通过以一种非常特殊的方式与细胞渗透的罗丹明染料结合而发光
“这导致了Rhobast-染料复合物获得的荧光的显著增加，这是获得优秀荧光图像的关键要求，”Dr
IPMB的穆拉特·苏恩布尔补充道:“然而，对于超分辨率的核糖核酸成像，这种标记需要额外的特性
" 研究人员发现，每一个罗丹明染料分子在再次脱离之前，都会在大约一秒钟内保持与RhoBAST的结合
几秒钟之内，这个过程用一个新的染料分子重复进行
“很少发现强相互作用——如在罗巴斯特和罗丹明之间——与异常快速的交换动力学相结合，”教授说
医生
来自APH的格尔德·乌尔里希·尼豪斯
由于罗丹明只有在与RhoBAST结合后才会发光，标记物和染料之间不断出现的一系列新的相互作用导致了不断的“闪烁”
“这种‘开关’正是我们SMLM成像所需要的，”教授说
Nienhaus
同时，罗巴斯特系统解决了另一个重要问题
荧光图像是在激光照射下收集的，随着时间的推移，激光会破坏染料分子
快速的染料交换确保了光漂白染料被新鲜染料所取代
这意味着单个核糖核酸分子可以被观察更长时间，这可以大大提高图像的分辨率
医生
IPMB大学的科学家安德烈斯·亚斯克解释说
海德堡和卡尔斯鲁厄的研究人员通过观察肠道细菌(大肠杆菌)和培养的人类细胞内的核糖核酸结构，以优异的定位精度展示了Rho巴斯特作为核糖核酸标记物的卓越性能。
“我们可以使用超分辨率荧光显微镜揭示以前不可见的亚细胞结构和涉及核糖核酸的分子相互作用的细节
这将有助于对生物过程有一个全新的理解
schke
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