发光Pt配合物用于探索活细胞内RNA G-四链体的折叠行为

生物大分子的体内结构瞬息万变，对其生理状态下折叠行为的研究有助于人们深入了解相关生理、病理的发生机制。与生命遗传物质DNA相比，RNA更为直接地参与了很多生理过程。因此，探索RNA的瞬态结构对解释诸多关键生物学过程都尤为重要。RNA G-四链体（RNA GQ）是细胞内主要的非常规的RNA二级结构，具有重要的生物学和病理学作用。然而，由于缺乏合适的光学探针对细胞内RNA GQ进行原位定量和可视化观测，人们对相关信息知之甚少。迄今为止，大多数G-四链体成像的研究都基于GQ特异性抗体、氧杂蒽或青蓝类有机染料、GQ识别分子与发光的金属配合物偶联形成的探针等，实现各种体外应用及固定细胞和活细胞成像。然而，由于操作步骤繁琐、有机分子易光漂白、探针诱导四链体结构形成而产生假阳信号、发光机制具有非特异性等问题，限制了其在细胞内GQ折叠行为方面的深入探索。

近日，浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJU-UIUC）邵昉伟（点击查看介绍）课题组设计了一类新型Pt(II)配合物作为RNA GQ的探针，首次实现了无机化合物对G-四链体结构的特异性荧光点亮。这类含有自由aza-NH基团的Pt 络合物具有很大的Stokes位移，可以响应环境的变化，在高疏水性环境下激发三线态的磷光，具有很强的光稳定性，因此非常适用于细胞内的成像研究。

图片来源：邵昉伟课题组

基于Pt探针的荧光点亮功能，作者创建了RNA GQ数量、细胞内位置和动态稳定性等参数的测量方法。该探针作为首个无机络合物探针，能够在长达几分钟时间内，追踪活细胞中RNA GQ的数量和折叠动力学。

图片来源：邵昉伟课题组

通过直接对比多组癌细胞和正常细胞的上述参数差异，发现癌细胞系中RNA GQ数目更多、折叠寿命更长，且差异显著。因此，作者指出，RNA GQ的数量和折叠寿命有望成为新型癌症诊断生物指标，为细胞内RNA结构的生理、病理学功能提供关键信息。

图片来源：邵昉伟课题组

这一成果近期发表在Chem. Commun.上，

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Fluorogenic Pt complexes distinguish the quantity and folding behavior of RNA G-quadruplexes between live cancerous and healthy cells

Lei He, Zhenyu Meng, Qianqian Guo, Xiangyang Wu, Marie-Paule Teulade-Fichou, Edwin Kok Lee Yeow, Fangwei Shao

Chem. Commun., 2020, DOI: 10.1039/D0CC05622G

邵昉伟博士简介

邵昉伟博士在美国加州理工学院化学与化工学院院长Jacquelien K. Barton教授的指导下完成了博士学位，在美国哈佛大学医学院和马塞诸萨州总医院进行了博士后的研究。2010年，加入了新加坡南洋理工大学化学与生物化学系，获得南洋助理教授计划的支持，建立独立课题研究组，开展科研与教学并重的学术研究工作。2019年，加入浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院。

研究方向：核酸化学；生物无机化学；化学生物学；生物纳米材料。代表性通讯作者论文发表于JACS, Angew. Chem. Int. Ed., Nucleic Acids Res.等权威性国际期刊。

邵昉伟

https://www.x-mol.com/university/faculty/4453

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