信號放大能力強(qiáng)、特異性好、檢測通量高、應(yīng)用范圍廣

　　新型熒光原位雜交法可精準(zhǔn)檢測多種分子

　　◎本報記者 吳純新 通訊員 蔣朝常

　　新型熒光原位雜交方法具備高度創(chuàng)新性和優(yōu)越性，可有效用于單細(xì)胞組學(xué)、空間組學(xué)細(xì)胞亞群和空間圖譜的原位注釋、染色體變異的原位驗證、多重蛋白質(zhì)共同檢測和短核酸序列的檢測等，為臨床診斷和生命科學(xué)研究提供有力手段。該方法也適用于冰凍樣本、石蠟樣本和整體胚胎樣本的檢測。

　　“這個方法可以精準(zhǔn)檢測不同生物中的多種生物分子，將DNA、mRNA、lncRNA、miRNA、rRNA、蛋白質(zhì)和小分子等‘一網(wǎng)打盡’。”3月21日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院曹罡教授向科技日報記者介紹。他與該校動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院戴金霞副研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊日前在《自然·通訊》雜志發(fā)表了一項研究成果。他們研發(fā)的新型熒光原位雜交方法，即π-FISH rainbow，突破現(xiàn)有技術(shù)壁壘，克服了目前熒光原位雜交(FISH)技術(shù)存在的缺陷和不足。

　　熒光原位雜交技術(shù)存在缺陷和不足

　　FISH技術(shù)自問世以來，被迅速應(yīng)用于檢測各種類型的細(xì)胞遺傳學(xué)的改變，包括染色體拷貝數(shù)異常、復(fù)制、擴(kuò)增、缺失、倒位和易位等。同時，它也是臨床疾病診斷的重要手段，如腫瘤檢測、對染色體非整倍性異常引起的不孕不育檢測等。

　　事實上，F(xiàn)ISH技術(shù)已成為揭示細(xì)胞的空間位置和周圍組織微環(huán)境信息的有力工具。

　　目前，F(xiàn)ISH技術(shù)已取得巨大進(jìn)步，新一代FISH技術(shù)尚處于起步階段，仍存在諸多挑戰(zhàn)。

　　例如缺乏對短核酸序列的有效檢測，無法單輪檢測并成像生物分子復(fù)合物，不能同時檢測DNA、RNA和蛋白質(zhì)。與此同時，實現(xiàn)高雜交效率和高信號強(qiáng)度時，保證低背景噪音仍然是熒光原位雜交技術(shù)的一個關(guān)鍵門檻。

　　此外，雖然高通量FISH技術(shù)取得了巨大突破，對空間組學(xué)作出了貢獻(xiàn)，但高通量FISH技術(shù)需要極為復(fù)雜的生物信息分析和特殊的多輪雜交設(shè)備，技術(shù)要求很高，這是許多實驗室面臨的巨大挑戰(zhàn)。

　　新方法為臨床診斷和生命科學(xué)研究提供有力手段

　　針對這些難題，曹罡、戴金霞團(tuán)隊開發(fā)了雜交效率高、信號放大能力強(qiáng)、背景噪音低、特異性好、檢測通量高、應(yīng)用范圍廣的新型熒光原位雜交方法——π-FISH rainbow。

　　該方法具備高度創(chuàng)新性和優(yōu)越性，可有效用于單細(xì)胞組學(xué)、空間組學(xué)細(xì)胞亞群和空間圖譜的原位注釋、染色體變異的原位驗證、多重蛋白質(zhì)共同檢測和短核酸序列的檢測等，為臨床診斷和生命科學(xué)研究提供有力手段。該方法也適用于冰凍樣本、石蠟樣本和整體胚胎樣本的檢測。

　　據(jù)介紹，π-FISH rainbow擁有新型p型靶探針和U形放大探針，這讓π-FISH rainbow比目前主流的FISH方法(HCR和smFISH)雜交效率更高、背景噪音更低、信號放大能力更強(qiáng)。

　　π-FISH rainbow實現(xiàn)了生物分子復(fù)合物的共同檢測，將有效促進(jìn)生物分子功能解析和分子調(diào)控機(jī)制的研究。

　　該方法還克服了當(dāng)前FISH技術(shù)無法有效檢測短核酸序列的缺陷，實現(xiàn)短序列RNA、短序列DNA以及可變剪接等分子的檢測，突破免疫熒光方法中二抗種屬的限制，可實現(xiàn)對多種目標(biāo)蛋白質(zhì)共檢。同時，π-FISH rainbow與其他成像技術(shù)(如血管標(biāo)記技術(shù))可以兼容。

　　此外，該團(tuán)隊將π-FISH Rainbow與雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)相結(jié)合，取得了多項研究成果，為空間多組學(xué)研究和臨床診斷提供了一種可靠的生物分子原位檢測技術(shù)。

　　得益于π-FISH rainbow的高靈敏度，該研究首次發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞周期關(guān)鍵調(diào)控因子lncRNA MALAT1具有3種不同的亞細(xì)胞定位模式。這些研究展現(xiàn)出π-FISH rainbow在基礎(chǔ)科學(xué)研究和臨床診斷中的巨大應(yīng)用潛力。

　　同時，該團(tuán)隊聯(lián)合三維基因組的測序數(shù)據(jù)，原位驗證了THP-1細(xì)胞DLO Hi-C測序數(shù)據(jù)中假定的染色體倒位易位位點。

　　經(jīng)過多領(lǐng)域驗證，π-FISH rainbow為多種生物分子的原位檢測提供了有力支撐。

　　目前，π-FISH rainbow已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，相關(guān)FISH試劑盒廣泛助力臨床診斷和生命科學(xué)研究。