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荷蘭烏得勒支大學(xué)研究人員開發(fā)出一款全新熒光傳感器，可在活細胞乃至活體生物中實時監(jiān)測DNA損傷及修復(fù)過程，為癌癥研究、藥物安全測試和衰老生物學(xué)等領(lǐng)域提供了重要的新工具。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。

現(xiàn)有的工具，如抗體或納米抗體，往往會過于緊密地與DNA結(jié)合，從而干擾細胞自身的修復(fù)機制。而此次開發(fā)的傳感器可在不干擾細胞功能的前提下，實時標(biāo)記受損DNA，并動態(tài)呈現(xiàn)修復(fù)過程。

該傳感器采用來自天然蛋白質(zhì)的小結(jié)構(gòu)域，可自行結(jié)合和脫離損傷位點，能更真實地反映細胞的自然行為。其原理是在一個源自細胞特定蛋白結(jié)構(gòu)域附加熒光標(biāo)簽，實現(xiàn)對損傷標(biāo)記的短暫識別。由于這種結(jié)合是溫和且可逆的，它能夠“點亮”損傷區(qū)域，同時不阻礙修復(fù)過程。與傳統(tǒng)方法相比，新傳感器使研究人員能在同一細胞中連續(xù)觀測損傷形成、修復(fù)蛋白到達及損傷消失等全過程，無需重復(fù)開展多組實驗。

研究人員在秀麗隱桿線蟲中驗證了該工具的有效性。傳感器不僅表現(xiàn)穩(wěn)定，還捕捉到線蟲發(fā)育過程中出現(xiàn)的程序性DNA斷裂。這證明，新技術(shù)不僅適用于實驗室培養(yǎng)細胞，也適用于在活體生物中開展研究。

該工具的應(yīng)用潛力遠不止于監(jiān)測損傷修復(fù)，還可與其他分子模塊自由結(jié)合，用于繪制DNA損傷在基因組中的位置圖，或識別損傷區(qū)域周圍會聚集哪些蛋白質(zhì)，甚至可通過操縱受損DNA在細胞核內(nèi)的位置，研究不同環(huán)境對修復(fù)效率的影響。