基因编辑技术突破性进展！CRISPR 新技术实现活细胞 RNA 实时追踪
发布时间：
2025-03-05
近日，来自加州大学伯克利分校的研究团队，在《Nature Biotechnology》上发表了一项突破性技术 ——smLiveFISH，它就像给细胞里的 RNA 装上了纳米级 GPS，能实时追踪天然 RNA 分子的动态，直接把我们对生命微观世界的认知提升到了一个新高度！
RNA 在生命活动里的作用可太关键啦，它就像个精准的指挥官，控制着基因表达、蛋白质合成这些生命过程。以前呢，研究人员想了解 RNA 的行为，只能通过固定细胞成像这种 “静态快照”，或者给 RNA 插入荧光标记序列这种 “人工标记” 的方法，就好比通过化石来猜恐龙怎么运动，根本没法知道 RNA 在活细胞里到底是怎么 “工作” 的。
这次的 smLiveFISH 技术，把 CRISPR-Csm 系统改造得超级厉害。简单来说，它设计了 24 - 48 个靶向 RNA 的 crRNA 探针阵列，再搭配上带着好几个 GFP 标签的 Csm 蛋白复合体，一下子就解决了传统成像技术信噪比不够的难题。用这个技术，研究人员看到了 NOTCH2 mRNA 和 MAP1B mRNA 的神奇运输过程。
NOTCH2 mRNA 很有意思，它有两种 “行动模式”。大部分（71%）像被 “钉” 在内质网表面，几乎不动；小部分（29%）能在细胞质里自由扩散。研究人员用嘌呤霉素抑制翻译后发现，原本 “安静” 的那部分 NOTCH2 mRNA 变得活跃起来，这就证实了 mRNA 能通过新生肽链 “锚定” 在内质网，精准地把蛋白质送到该去的地方。而且，NOTCH2 mRNA 还特别 “聪明”，集中分布在离细胞核 10 - 20μm 的地方，这样既能提高翻译效率，又能及时处理错误折叠的蛋白，还能快速响应信号，要是它的 “居住位置” 不对，就可能引发发育异常和癌症。
MAP1B mRNA 则像是在细胞里开 “特快专列”，沿着微管以平均 1.3μm/s 的速度向细胞边缘 “狂奔”，最快能到 2.5μm/s，运输的时候还会间歇性停顿，偶尔跑错方向还能折返。当翻译被抑制时，它不但没减速，反而加速到 1.5μm/s，看来翻译复合体就像个 “刹车”。而且，它大部分都分布在细胞边缘，细胞迁移或者轴突生长的时候，能马上翻译出需要的蛋白。
这项技术的优势可太多了！它不用往 RNA 里插入人工序列，不会影响 RNA 原本的状态，在好多细胞系里都能使用，时间分辨率能达到 100 毫秒，能捕捉到 mRNA 瞬间的变化，还不会干扰 mRNA 的丰度、降解和翻译效率。
从应用前景来看，它能助力神经退行性疾病、癌症转移等疾病的研究，还能用来开发新药，构建的 “RNA 运输图谱数据库” 以后说不定能找到新的生物标志物。在技术拓展方面，多色成像、药物筛选、基因治疗等领域都能用到它。
不过，新技术也带来了一些伦理问题，像能不能观测受精卵的 RNA 动态、技术会不会被滥用、数据太多怎么处理等等。但科学界已经在行动，建立伦理框架，让这项技术能更好地造福人类。
smLiveFISH 技术就像一把钥匙，打开了生命运作的 “黑箱”，让我们离解开生命的时空密码又近了一步。相信在它的帮助下，那些困扰我们很久的疾病难题，未来都能找到解决办法！
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