新闻 | UMass Amherst开发三色荧光成像技术，实现活细胞RNA实时可视化
美国马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的化学家近日开发出一种可在活体哺乳动物细胞中实时、同步观测多种信使RNA（mRNA）的三色荧光成像新方法。这项技术能够为不同类型的RNA“贴上”不同颜色的荧光标签，让研究人员直接观察它们在细胞内的动态行为，为深入理解RNA这一生命基本分子提供了关键工具。相关研究成果近日发表于国际权威期刊《Nature Methods》。
RNA在生命活动中扮演着极其重要却仍未被完全理解的角色。它不仅是DNA与蛋白质之间的信息“信使”，指导细胞合成蛋白质，还能够调控基因的开启与关闭，参与细胞结构的组织与塑造。许多疾病的发生都与RNA功能异常密切相关，因此，如何在不干扰其天然状态的前提下研究RNA，一直是生命科学领域的核心难题之一。
“我们对RNA的多种功能充满好奇，”该研究的通讯作者、UMass Amherst化学系助理教授吴佳辉（Jiahui ‘Chris’ Wu）表示，“真正的问题在于，如何研究它们？最理想的方式当然是直接在活细胞中观察，但RNA分子实在太小了。”
在荧光显微成像领域，科学家通常通过为目标RNA引入荧光标记，使其在显微镜下从复杂的细胞背景中“亮”出来。目前被广泛使用的一种技术是“RNA发夹方法”，即将荧光蛋白与特定RNA融合，从而实现成像。但这种方法中的荧光信号往往处于“始终开启”状态，容易产生背景噪音，影响成像精度。
在此基础上，UMass Amherst的研究团队对该技术进行了关键改进。论文第一作者、化学系研究生范黛西（Daisy Pham）介绍说，团队设计了一类新的荧光蛋白，它们只在与RNA分子的特定结构结合后才会发光，从源头上显著降低了背景干扰。更重要的是，研究人员进一步工程化了三种彼此正交的荧光蛋白，分别发出绿色、红色和远红色荧光，可同时标记并区分执行不同功能的RNA分子。
“我们现在可以在活细胞中同时观察不同类型的RNA如何工作，”范黛西表示，“这让我们更接近理解它们究竟是如何完成各自功能的。”
研究团队强调，该成像方法已向科研界公开，有望成为研究RNA功能的重要新工具，帮助科学家在不显著扰动RNA本身的情况下，获得更真实、更动态的细胞内信息。这一进展不仅拓展了RNA成像技术的边界，也为解析生命运行机制、理解RNA相关疾病奠定了方法学基础。
本研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）以及UMass Amherst应用生命科学研究所（Institute for Applied Life Sciences, IALS）的资助。IALS整合了该校29个院系的跨学科优势，致力于将基础研究成果转化为改善人类健康与福祉的创新应用。
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新闻 | UMass Amherst开发三色荧光成像技术，实现活细胞RNA实时可视化
美国马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的化学家近日开发出一种可在活体哺乳动物细胞中实时、同步观测多种信使RNA（mRNA）的三色荧光成像新方法。这项技术能够为不同类型的RNA“贴上”不同颜色的荧光标签，让研究人员直接观察它们在细胞内的动态行为，为深入理解RNA这一生命基本分子提供了关键工具。相关研究成果近日发表于国际权威期刊《Nature Methods》。
RNA在生命活动中扮演着极其重要却仍未被完全理解的角色。它不仅是DNA与蛋白质之间的信息“信使”，指导细胞合成蛋白质，还能够调控基因的开启与关闭，参与细胞结构的组织与塑造。许多疾病的发生都与RNA功能异常密切相关，因此，如何在不干扰其天然状态的前提下研究RNA，一直是生命科学领域的核心难题之一。
“我们对RNA的多种功能充满好奇，”该研究的通讯作者、UMass Amherst化学系助理教授吴佳辉（Jiahui ‘Chris’ Wu）表示，“真正的问题在于，如何研究它们？最理想的方式当然是直接在活细胞中观察，但RNA分子实在太小了。”
在荧光显微成像领域，科学家通常通过为目标RNA引入荧光标记，使其在显微镜下从复杂的细胞背景中“亮”出来。目前被广泛使用的一种技术是“RNA发夹方法”，即将荧光蛋白与特定RNA融合，从而实现成像。但这种方法中的荧光信号往往处于“始终开启”状态，容易产生背景噪音，影响成像精度。
在此基础上，UMass Amherst的研究团队对该技术进行了关键改进。论文第一作者、化学系研究生范黛西（Daisy Pham）介绍说，团队设计了一类新的荧光蛋白，它们只在与RNA分子的特定结构结合后才会发光，从源头上显著降低了背景干扰。更重要的是，研究人员进一步工程化了三种彼此正交的荧光蛋白，分别发出绿色、红色和远红色荧光，可同时标记并区分执行不同功能的RNA分子。
“我们现在可以在活细胞中同时观察不同类型的RNA如何工作，”范黛西表示，“这让我们更接近理解它们究竟是如何完成各自功能的。”
研究团队强调，该成像方法已向科研界公开，有望成为研究RNA功能的重要新工具，帮助科学家在不显著扰动RNA本身的情况下，获得更真实、更动态的细胞内信息。这一进展不仅拓展了RNA成像技术的边界，也为解析生命运行机制、理解RNA相关疾病奠定了方法学基础。
本研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）以及UMass Amherst应用生命科学研究所（Institute for Applied Life Sciences, IALS）的资助。IALS整合了该校29个院系的跨学科优势，致力于将基础研究成果转化为改善人类健康与福祉的创新应用。
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