單拷貝 HIV 整合態(tài)前病毒 DNA 原位標(biāo)記與成像

艾滋病毒基因組 RNA 逆轉(zhuǎn)錄為 DNA,，整合在宿主染色體內(nèi)形成前病毒（HIV provirus），是根除艾滋病毒的最大障礙,。在活細(xì)胞內(nèi)對(duì)單拷貝或低拷貝的整合態(tài) HIV 基因標(biāo)記與成像,，對(duì)前病毒的識(shí)別和切除具有重要意義，但一直是個(gè)難題,。最近,，中國(guó)科學(xué)院病毒研究所研究員崔宗強(qiáng)與中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員張先恩合作，利用量子點(diǎn)標(biāo)記轉(zhuǎn)錄激活子樣效應(yīng)因子（TALEs）探針,，在活細(xì)胞內(nèi)單拷貝基因熒光標(biāo)記與成像方面取得突破,，實(shí)現(xiàn)了單拷貝整合態(tài) HIV 前病毒 DNA 原位標(biāo)記、動(dòng)態(tài)成像和 3D 定位分析,。研究成果于 5 月 8 日在《自然 - 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表,，馬英新和王明秀為論文的共同第一作者。

研究人員首先設(shè)計(jì)篩選了特異性識(shí)別 HIV- 1 前病毒基因的 TALE 識(shí)別元件,?；诜词江h(huán)辛烯（TCO2）與四嗪（Tz1）的生物正交反應(yīng)，以及鏈霉親和素（SA）與生物素（Biotin）的特異性結(jié)合反應(yīng),，建立活細(xì)胞內(nèi)針對(duì) TALEs 的量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù),。通過“時(shí) - 空耦合”設(shè)計(jì)，利用不同類型的生物正交反應(yīng)，獲得不同顏色量子點(diǎn)標(biāo)記的 TALE 探針,。量子點(diǎn) -TALE 探針特異性標(biāo)記整合在染色體上的 HIV 前病毒 DNA,，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)單拷貝整合態(tài)前病毒 DNA 原位標(biāo)記與成像。在整合 HIV 前病毒 DNA 的潛伏感染細(xì)胞中,，可以對(duì) HIV 前病毒進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)示蹤和 3D 定位分析,，并測(cè)定單細(xì)胞內(nèi)整合態(tài)前病毒的數(shù)目。

該研究實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)單拷貝整合態(tài) HIV 基因的熒光標(biāo)記與成像,，對(duì)于 HIV 前病毒的高靈敏特異識(shí)別和原位分析,，以及病毒整合與潛伏感染等關(guān)鍵機(jī)制的研究和理解均具有重要意義。所建立的量子點(diǎn) -TALE 探針單基因識(shí)別技術(shù),，也可以用于其他與疾病和細(xì)胞功能相關(guān)的任意單拷貝基因的熒光標(biāo)記與影像分析,，為染色體內(nèi)單基因定位、功能結(jié)構(gòu)和時(shí)空動(dòng)態(tài)等研究提供了技術(shù)手段,。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中科院重點(diǎn)項(xiàng)目等基金項(xiàng)目的資助,。北京化工大學(xué)參與了該項(xiàng)研究,。

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