信號放大能力強、特異性好、檢測通量高、應(yīng)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、空間組學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(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院曹罡教授向科技日報記者介紹。他與該校動物科學技術(shù)學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(xiàn)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)自問世以來，被迅速應(yīng)用于檢測各種類型的細胞遺傳學的改變，包括染色體拷貝數(shù)異常、復(fù)制、擴增、缺失、倒位和易位等。同時，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。

　　事實上，F(xiàn)ISH技術(shù)已成為揭示細胞的空間位置和周圍組織微環(huán)境信息的有力工具。

　　目前，F(xiàn)ISH技術(shù)已取得巨大進步，新一代FISH技術(shù)尚處于起步階段，仍存在諸多挑戰(zhàn)。

　　例如缺乏對短核酸序列的有效檢測，無法單輪檢測并成像生物分子復(fù)合物，不能同時檢測DNA、RNA和蛋白質(zhì)。與此同時，實現(xiàn)高雜交效率和高信號強度時，保證低背景噪音仍然是熒光原位雜交技術(shù)的一個關(guān)鍵門檻。

　　此外，雖然高通量FISH技術(shù)取得了巨大突破，對空間組學作出了貢獻，但高通量FISH技術(shù)需要極為復(fù)雜的生物信息分析和特殊的多輪雜交設(shè)備，技術(shù)要求很高，這是許多實驗室面臨的巨大挑戰(zhàn)。

　　新方法為臨床診斷和生命科學研究提供有力手段

　　針對這些難題，曹罡、戴金霞團隊開發(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(yīng)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、空間組學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(jù)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實現(xiàn)了生物分子復(fù)合物的共同檢測，將有效促進生物分子功能解析和分子調(diào)控機制的研究。

　　該方法還克服了當前FISH技術(shù)無法有效檢測短核酸序列的缺陷，實現(xiàn)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，可實現(xiàn)對多種目標蛋白質(zhì)共檢。同時，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(yīng)相結(jié)合，取得了多項研究成果，為空間多組學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(xiàn)腫瘤細胞周期關(guān)鍵調(diào)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(xiàn)出π-FISH rainbow在基礎(chǔ)科學研究和臨床診斷中的巨大應(yīng)用潛力。

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

　　經(jīng)過多領(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已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，相關(guān)FISH試劑盒廣泛助力臨床診斷和生命科學研究。