分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，文章的题目是“A Methylation-Gated DNAzyme Circuit for Spatially Controlled Imaging of MicroRNA in Cells and Animals”，通讯作者是来自武汉大学的王富安教授。研究方向是生物纳米复合材料与智能医学诊疗等，致力于开发肿瘤早期诊疗新方法、核酸信号扩增和多功能核酸纳米药物。
表观遗传修饰在调节分子信号通路中有不可或缺的作用，但其很少被用于调节分子自组装。作为一种典型的人工分子自组装网络，DNA电路基于可扩增的特性，已被用于智能生物传感和生物计算。为了消除来自生物环境的干扰，内源性刺激的DNA电路被开发，以实现具有高时空可控性的位点特异性回路激活。基于此，作者构建了生物正交去甲基酶刺激的DNA电路，对活细胞和小鼠中的microRNA (miRNA)进行高保真成像。DNA电路由细胞特异性电路调节(CR)模块和终极信号转导放大器(SA)模块组成。模块化设计的DNA电路被递送入靶细胞后，CR模块的DNAzyme被内源性去甲基化酶特异性激活，切割产生“燃料链”以激活SA模块，在miRNA存在条件下通过熵增催化释放含荧光信号的S1链，以进行原位成像。作者首先在体外评价了此体系的特异性，证明了只有在去甲基化酶FTO和miR-21同时存在的条件下，观测到明显的荧光信号。后续在活细胞和活体内，作者进行miR-21的原位成像，通过敲低FTO和递送anti-miR-21，证明了荧光信号依赖于此二者。借助此体系，作者对不同细胞系的miR-21进行原位成像，并将其信号强度和细胞系中的FTO和miR-21表达量联系起来。借助此体系，作者发现miR-21可以通过抑制AMPKα的表达促进FTO的表达。总之，此生物正交原位激活的DNA电路可以作为一个通用的生物分子传感平台，通过原位和多重保证的分子识别，实现了可放大的活体miRNA传感，以便于深入探索活细胞中去甲基化酶与miRNA的相关性。通过不同去甲基化酶的调节，显示出广泛的个性化治疗前景。原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c01556原文引用：DOI：10.1021/acs.analchem.4c01556
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