熒光傳感器實時監測DNA損傷及修復

荷蘭烏得勒支大學研究人員開發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測DNA損傷及修復過程，為癌癥研究、藥物安全測試和衰老生物學等領域提供了重要的新工具。相關成果發表于新一期《自然·通訊》雜志。

理查德·卡多佐·達席爾瓦博士（左）和烏得勒支大學的圖恩凱·鮑貝克教授。圖片來源：烏得勒支大學

現有的工具，如抗體或納米抗體，往往會過于緊密地與DNA結合，從而干擾細胞自身的修復機制。而此次開發的傳感器可在不干擾細胞功能的前提下，實時標記受損DNA，并動態呈現修復過程。

該傳感器采用來自天然蛋白質的小結構域，可自行結合和脫離損傷位點，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構域附加熒光標簽，實現對損傷標記的短暫識別。由于這種結合是溫和且可逆的，它能夠“點亮”損傷區域，同時不阻礙修復過程。與傳統方法相比，新傳感器使研究人員能在同一細胞中連續觀測損傷形成、修復蛋白到達及損傷消失等全過程，無需重復開展多組實驗。

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

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