近日，亚洲无码av
、国家生物反应器工程重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋/陈显军教授团队在国际权威学术期刊Trends in Cell Biology上发表题为《Capabilities and challenges for the use of fluorescent RNAs in RNA dynamics research》的观点文章，系统总结了荧光RNA在活细胞RNA动态可视化研究中的最新进展、面临的挑战及未来发展方向。
RNA在细胞内发挥着多种关键生物学功能，其时空动态变化对基因表达调控等生命过程具有重要影响。荧光RNA是一类由RNA适配体与荧光染料组成的成像工具，能够在无需依赖蛋白质标记的情况下，实现活细胞中RNA动态的高时空分辨成像，正在成为RNA生物学研究的重要技术体系。近年来，随着荧光RNA性能的大幅提升，荧光RNA已可实现单分子水平、超分辨率、多重成像乃至内源RNA标记与成像，在RNA生物学研究中展现出广阔应用前景。杨弋/陈显军教授团队在过去几年相继发展了系列高性能荧光RNA以及活细胞RNA标记与成像技术，相关研究成果发表于Nature Biotechnology（2019）、Nature Methods（2023）、Nature Chemical Biology（2021、2024a、2024b）等期刊。
文章首先总结了荧光RNA在推动RNA动态研究方向的最新突破。Spinach、Pepper、Clivia等荧光RNA标签可被融合在小非编码RNA的5’、3’或者内部茎环位置实现对5S、U6、7SK、U1等小非编码RNA的原位标记与动态成像。此外，研究人员通过串联、并联或者串并联方式将多个荧光RNA标签进行融合，获得的多拷贝串联体具有显著增强的荧光信号，进而实现低丰度mRNA的高信噪比甚至是单分子成像。此外，Pepper、Okra、RhoBAST、Clivia等荧光RNA凭借其优异的荧光亮度和光稳定性，被用于活细胞RNA的SIM、STED等超分辨率成像，揭示了RNA在RNA颗粒内的非均一分布特性。研究人员还利用荧光RNA实现活细胞RNA-蛋白质相互作用的实时检测，在降低背景干扰的同时可显著提升检测灵敏度。进一步地，荧光RNA技术还可衍生出一类通过序列杂交激活的荧光RNA探针，它们无需对基因组进行改造便可实现对细胞内源RNA分子的标记成像。
荧光RNA技术在活细胞RNA动态成像中的多场景应用
文章随后对利用荧光RNA进行活细胞RNA标记成像提出了一些建议，包括如何选择生物正交的荧光RNA进行多色RNA成像、如何选择合适的高亮度荧光RNA、如何优化染料的标记浓度获得高信噪比成像图片、如何对具有快速光切换性质的荧光RNA进行成像、以及如何选择合适的荧光RNA融合位点来减小对靶标RNA的干扰等。这些建议将会帮助研究人员更好地开展基于荧光RNA的活细胞RNA标记与成像，助力RNA生物学功能与调控机制研究。
文章最后对荧光RNA技术未来发展面临的关键挑战提出了前瞻性看法。荧光RNA技术仍具有广阔的优化空间和发展前景。未来的研究方向包括但不限于：理性设计与优化荧光染料结构，提升细胞内亮度与光稳定性，降低背景荧光；设计更小型、高亲和力的RNA适配体，减少对RNA天然功能的影响；推动荧光RNA在活体动物中的RNA成像应用，突破组织自发荧光和组织穿透深度的限制；同时，借助人工智能辅助加速高性能荧光RNA的设计，进一步拓展其在RNA生物学研究和应用中的潜力。随着荧光RNA的快速发展，荧光RNA技术有望为RNA动态调控机制解析、疾病诊断新工具开发、先进生物传感器构建等提供关键支撑。
我校方梦悦博士、江滢博士为本论文的共同第一作者，杨弋和陈显军教授为共同通讯作者。研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市细胞代谢光遗传学技术前沿科学研究基地、中国博士后科学基金、国家生物反应器工程重点实验室等项目资助。
