Nature Chemistry：使用单分子可视化活细胞中DNA G四联体形成

Natt

2020-07-21

现在有大量证据支持DNA G-四链体（G4s）的形成与基因表达的改变有关。然而，要想更详细地了解G4s的生物学作用，就需要研究G4s在活细胞中的作用，而不干扰G4s的折叠动力学。鉴于此，剑桥大学Shankar Balasubramanian、David Klenerman等人报告了一种G4特异性荧光探针（SiR-PyPDS），该探针能够对活细胞中的单个G4结构进行单分子和实时检测。

G4s的体外单分子荧光成像

本文要点：

1）G4s的活细胞单分子荧光成像是在使用低浓度SiR-PyPDS（20 nM）的条件下进行的，以提供代表活细胞中G4s数量的信息性测量，而不会对G4的形成和动力学产生全局干扰。

使用荧光探针SiR-PyPDS（1）对活细胞中G4进行单分子荧光成像

2）活细胞中G4s的单分子荧光成像和随时间变化的化学捕获显示G4s在折叠状态和未折叠状态之间波动。还证明了活细胞中G4的形成是细胞周期依赖的，并且受到化学转录和复制抑制的干扰。该观察结果提供了有力的证据来支持活细胞中G4的动态形成。

活细胞中的G4经历动态折叠和展开 

小结：

已经使用荧光探针分子使用单分子荧光成像来可视化活细胞中的单个G4结构。单分子方法的灵敏性使能够以比生物物理和细胞实验中通常使用的探针浓度低几个数量级的探针浓度对G4结构的单个结合事件进行成像，从而使G4的整体扰动最小化。预计该成像平台的进一步应用将有助于实时揭示人类基因组中各个G4调控的特定生物学功能。

参考文献：

Di Antonio, M., et al. Single-molecule visualization of DNA G-quadruplex formation in live cells. Nat. Chem. (2020).

https://doi.org/10.1038/s41557-020-0506-4