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本届超声技术不简单,可以“看清”体内基因表达

2019-10-31 89基因相关

我们熟悉的常规超声检查技术

在日常生活中,几乎每个人都接受过超声检查,比如常规腹部检查、孕妇产检、泌尿生殖系统检查等等。目前的超声检查使肌肉和内脏器官(大小、结构、病理学病灶等)可视化..

可以“看透”基因表达的超声技术

为什么要看清体内基因表达?

目前的科学研究,已经发现了大量的生物分子和细胞功能信息,而如果要研究完整的生物体内细胞过程就需要一些方法来可视化细胞功能,例如如何监测基于细胞的疗法在患者身体里的变化?

事实上,科学家们早已开发出了许多检测基因表达的方法。其中最为知名的,或许就是获得诺贝尔化学奖的绿色荧光蛋白(GFP)系统了。尽管这项技术很有用,但它有一个很大的局限性:因为光线不能很好的穿透大多数活组织,所以GFP基因不能用于监测有机体内部深处细胞的活动。

来自美国的科学家们在《科学》杂志上发表了其最新的科研成果,他们开发了一种“声学报告基因”。

超声_1

研究人员在合成生物技术的帮助下,将多条基因转入哺乳动物细胞中,结果在细胞内产生了气囊泡(中空的蛋白纳米结构),它能产生超声造影剂,允许细胞在体积密度低于0.5%的情况下被可视化,并允许对活体动物的基因表达进行高分辨率成像。

超声_2

在对照试验中(在癌细胞中分别引入气囊泡和传统荧光蛋白),在“荧光蛋白”组,我们只能看到“一坨”荧光,看不清太多细节。而在“气囊泡”组,超声成像清楚地看到,只有肿瘤最外面一层有着报告基因(reporter gene)的表达。后续的组织学检测,也证实了超声成像的准确性。

尽管此项研究目前还较为初步,但研究人员表示后续他们会将继续研究基因在肿瘤、免疫细胞、神经元和其他活生物体细胞中的表达。希望有一天医生可以用超声来监测基于细胞的疗法在患者身体内的疗效变化。

参考文献:Arash Farhadi, Gabrielle H. Ho, Daniel P. Sawyer, Raymond W. Bourdeau, Mikhail G. Shapiro. Ultrasound imaging of gene expression in mammalian cells. Science, 2019; 365 (6460): 1469.

图片来源:参考文献、pixabay,如有侵权请联系删除。

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