Суперразрешающая визуализация РНК в живых клетках

Исследователи из Гейдельбергского университета и Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали новый метод флуоресцентной визуализации, который позволяет наблюдать РНК в живых клетках с беспрецедентным разрешением.

Метод основан на новом молекулярном маркере — Rhodamine-Binding Aptamer for Super-Resolution Imaging Techniques (RhoBAST). Этот маркер на основе РНК используется в комбинации с красителем родамином. Благодаря особым свойствам, маркер и краситель взаимодействуют специфичным образом, заставляя отдельные молекулы РНК «светиться». Их затем можно визуализировать с помощью микроскопии single-molecule localisation microscopy (SMLM) — техники сверхвысокого разрешения.

Ключевые особенности системы RhoBAST:

• Генетически кодируемый маркер: RhoBAST можно сшить с геном любой РНК, производимой клеткой.
• Специфичное связывание: Сам маркер не флуоресцирует, но заставляет светиться клеточно-проницаемый родаминовый краситель при связывании с ним, что приводит к резкому усилению сигнала.
• Быстрая кинетика обмена: Каждая молекула красителя связана с RhoBAST всего около одной секунды, после чего отсоединяется и быстро заменяется новой. Это создает постоянное «мигание» (on-off switching), необходимое для SMLM.
• Устойчивость к выцветанию: Быстрый обмен красителем заменяет фотообесцвеченные молекулы свежими, позволяя наблюдать отдельные молекулы РНК дольше и повышая разрешение изображения.

Исследователи продемонстрировали превосходные свойства RhoBAST, визуализировав структуры РНК внутри кишечной палочки (Escherichia coli) и культивированных человеческих клеток с отличной точностью локализации. Эта технология открывает путь к принципиально новому пониманию биологических процессов, связанных с РНК.