信號放大能力強、特異性好、檢測通量高、應用范圍廣

　　新型熒光原位雜交法可精準檢測多種分子

　　◎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，可有效用于單細胞組學(xué)、空間組學(xué)細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(gè)方法可以精準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，華中農業(yè)大學(xué)動(dòng)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(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院戴金霞副研究員帶領(lǐng)的團隊日前在《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(wèn)世以來(lái)，被迅速應用于檢測各種類(lèi)型的細胞遺傳學(xué)的改變，包括染色體拷貝數異常、復制、擴增、缺失、倒位和易位等。同時(shí)，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(shí)上，FISH技術(shù)已成為揭示細胞的空間位置和周?chē)M織微環(huán)境信息的有力工具。

　　目前，FISH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。

　　例如缺乏對短核酸序列的有效檢測，無(wú)法單輪檢測并成像生物分子復合物，不能同時(shí)檢測DNA、RNA和蛋白質(zhì)。與此同時(shí)，實(shí)現高雜交效率和高信號強度時(shí)，保證低背景噪音仍然是熒光原位雜交技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵門(mén)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，但高通量FISH技術(shù)需要極為復雜的生物信息分析和特殊的多輪雜交設備，技術(shù)要求很高，這是許多實(shí)驗室面臨的巨大挑戰。

　　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、戴金霞團隊開(kāi)發(fā)了雜交效率高、信號放大能力強、背景噪音低、特異性好、檢測通量高、應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，可有效用于單細胞組學(xué)、空間組學(xué)細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。

　　π-FISH rainbow實(shí)現了生物分子復合物的共同檢測，將有效促進(jìn)生物分子功能解析和分子調控機制的研究。

　　該方法還克服了當前FISH技術(shù)無(wú)法有效檢測短核酸序列的缺陷，實(shí)現短序列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(shí)現對多種目標蛋白質(zhì)共檢。同時(shí)，π-FISH rainbow與其他成像技術(shù)(如血管標記技術(shù))可以兼容。

　　此外，該團隊將π-FISH Rainbow與雜交鏈式反應相結合，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)現腫瘤細胞周期關(guān)鍵調控因子lncRNA MALAT1具有3種不同的亞細胞定位模式。這些研究展現出π-FISH rainbow在基礎科學(xué)研究和臨床診斷中的巨大應用潛力。

　　同時(shí)，該團隊聯(lián)合三維基因組的測序數據，原位驗證了THP-1細胞DLO Hi-C測序數據中假定的染色體倒位易位位點(diǎn)。

　　經(jīng)過(guò)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(shí)現產(chǎn)業(yè)轉化，相關(guān)FISH試劑盒廣泛助力臨床診斷和生命科學(xué)研究。