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当对癌症生物标记的焦虑不起作用时,把注意力放在眨眼上

时间:2021-05-12 06:05

When FRETing over cancer biomarkers won't work, focus on bl<em></em>inking instead

荧光光谱在生物医学诊断中是不可缺少的。你可以把打开荧光想象成在黑暗的房间里打开手电筒。诊断分析可以设计为标记,例如,用荧光探针标记特定的DNA分子。如果那个特定的DNA分子存在,你会看到荧光或荧光的变化。

有时荧光分子会在短时间内停止发光。这被称为荧光闪烁,这使得在疾病诊断所必需的超低浓度下很难检测生物分子。一种既能减少诊断闪烁,又能从闪烁中提取有用的生化信息用于基础研究的方法将是两方面的最佳选择。

最近发表在 《应用化学,大阪大学的研究人员使用一种著名的分子缩写为cot -一种光稳定剂-来调节生化分析中的荧光闪烁。研究人员使用COT来探测DNA分子的结构,并在超低浓度下检测癌症RNA生物标志物。

“COT通过与荧光团的物理接触,抑制荧光闪烁,从而增加荧光,”第一作者Jie Xu解释说。“相比之下,通过一种被称为荧光共振能量转移(FRET)的广泛使用的技术调制发射,只能在更长的距离内工作——在1到10纳米的范围内——而且只能在纳秒的时间尺度上工作。”

研究人员首先在含有内部间隔的双链DNA上测试了他们的装置。当COT位于间隔层的一端,荧光团位于另一端时,荧光强度比COT不存在时高。然而,荧光闪烁并没有完全消除。研究人员通过测试间隔层的化学结构如何调节闪烁来探索这一事实。

资深作者Kiyohiko Kawai说:“间隔层长度的增加和间隔层中pi-stacking相互作用(芳香环之间的非共价相互作用)的增加增加了荧光团处于‘关闭’状态的时间。”“FRET无法提供这些亚纳米距离上的生物分子动力学信息。”

研究人员接下来检测到了一种超小浓度的RNA分子,它是许多癌症的生物标志物。他们首先将含有COT的荧光探针固定在玻片上。该探针被设计成与RNA生物标记结合可以增加探针的荧光。

“与目标RNA的结合缩短了探针处于关闭状态的时间的一半,”Xu说。“这为检测癌症生物标志物提供了一个明确的方法。”

该技术使检测与疾病相关的超低浓度生物分子成为可能,这可以成为一种诊断疾病早期阶段和促进治疗的方法。此外,许多基础生物化学研究现在是可行的,研究人员可以探测分子运动在亚纳米尺度和更广泛的时间尺度。