Angew：生物发光传感器可利用与工程纳米荧光素酶结合的DNA酶进行体内金属离子的比率成像

柚子

2023-08-13

DNA基探针因具有可编程性和生物相容性而成为生物化学分析的重要通用工具。然而，现有的大多数DNA基探针都会将荧光作为信号输出，其在应用于活细胞或组织等复杂的生物环境时会产生自发荧光和散射等问题。有鉴于此，湖南大学张晓兵教授和德克萨斯大学奥斯汀分校陆艺教授开发了生物发光核酸(bioLUNA)传感器，该传感器能够对体内靶标进行不依赖于激发光的比率成像。

本文要点：

（1）该系统基于计算模型和对环状排列的纳米荧光素酶(NLuc)和HaloTag之间的基因融合的突变研究，能够使该蛋白与DNA酶结合。在有Zn²⁺存在的情况下，该DNA酶传感器可释放荧光基团标记的链，导致荧光素酶和荧光基团之间的生物发光共振能量转移(BRET)减少，进而诱导生物发光信号发生比率变化。

（2）实验结果表明，这种bioLUNA传感器能够对体内外源性的Zn²⁺和正常上皮性前列腺和前列腺肿瘤中的内源性Zn²⁺外排情况进行成像。综上所述，该研究工作将DNA酶传感器拓展到生物发光领域，进一步丰富了核酸传感器的工具箱，有望实现更加广泛的生物医学应用。

Mengyi Xiong. et al. A Semisynthetic Bioluminescence Sensor for Ratiometric Imaging of Metal Ions In Vivo Using DNAzymes Conjugated to An Engineered Nano-Luciferase. Angewandte Chemie International Edition. 2023

DOI: 10.1002/anie.202308086

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202308086