近日，我校工学院程明攀和杨静课题组合作在G-四链体(G4)核酸研究领域取得重要进展，成功设计并验证了国际上首个G-四链体DNA和RNA化学发光探针。
G4在染色体中富含鸟嘌呤区域广泛存在，参与多种重要的生物学过程，例如端粒维持、转录、翻译、复制和液-液分离等。除此之外，G4还是一类重要的肿瘤和神经退行性疾病治疗靶点。鉴于G4结构的重要性，开发用于细胞内检测和可视化G4工具具有重大意义和迫切需求。自2013年首个细胞G4特异性荧光探针报道以来，后续已有大量探针被开发出来。然而，现有报道的细胞内G4探针均为荧光探针，依赖外部光源激发，常伴随着诸如光漂白、高背景和光毒性等缺点。化学发光技术无需外部光源激发，通过内部化学反应产生光，是一种极具应用前景的细胞成像方案。
本研究报道了一种能够在体外及细胞中选择性可视化DNA和RNA G4s的化学发光探针。研究团队将高亲和力G4配体PhenDC3与活性氧激活的咪唑并吡嗪类化学发光基团相偶联，成功设计了靶向G4的化学发光探针。研究表明该探针保留了靶向G4结构的高特异性，且可被多种活性氧激活。成功实现了凝胶和细胞内原位G4的低背景和高灵敏成像。该探针无需外部光源激发，直接依靠化学反应产生光信号，从而为研究高活性氧水平炎症细胞或癌细胞中G4的生物学功能提供了一种新途径。
该成果以“Visualizing cellular G-quadruplexes with a bioinspired chemiluminescent probe”为题发表在《Nucleic Acids Research》杂志。我校工学院23级博士研究生王鹏飞为论文第一作者，程明攀教授和杨静副研究员为共同通讯作者，中国药科大学为本文唯一通讯单位。该工作得到国家自然科学基金、国家外国专家计划项目、江苏省自然科学基金和江苏特聘教授支持。
原文链接：https://doi.org/10.1093/nar/gkag565
化学发光探针用于细胞G-四链体DNA和RNA原位成像
（供稿单位：工学院生物医学工程与诊断药学系）