『Cover Story』Myosotis ouvre une nouvelle ère de l'imagerie ARN !

28 octobre 2024

.Li Jiang, Fangting Zuo, Yuanyuan Pan, Ruilong Li, Yajie Shi, Xinyi Huang, Dasheng Zhang, Yingping Zhuang, Yuzheng Zhao, Qiuning Lin, Yi Yang, Linyong Zhu, Xianjun Chen

La couverture de ce numéro est «L'ARN fluorescent cyan brillant et stable permet l'imagerie multicolore de l'ARN dans Escherichia coli vivant" par Professeur Xianjun Chen de l'Université des sciences et technologies de Chine orientale, et Professeur Linyong Zhu de l'Université des sciences et technologies de Chine orientale/Université Jiaotong de Shanghai.

Contexte de la recherche

• En biologie cellulaire et moléculaire, l'observation dynamique et en temps réel du comportement et de la distribution des ARN intracellulaires est essentielle pour comprendre la régulation de l'expression des gènes, les fonctions cellulaires et les mécanismes de genèse des maladies. La technologie de l'ARN fluorescent (ARF), un outil puissant apparu ces dernières années, offre des possibilités inédites pour visualiser les ARN dans les cellules vivantes. Les ARF sont une classe particulière d'aptamères d'ARN qui se lient aux petites molécules fluorescentes correspondantes et les activent, générant ainsi des signaux fluorescents détectables dans la cellule. L'émergence de cette technologie a considérablement fait progresser l'imagerie de l'ARN, permettant aux chercheurs d'obtenir des images d'ARN avec une résolution et une sensibilité élevées dans un environnement cellulaire vivant, dans des conditions quasi physiologiques.
• Bien qu'une variété de FR aient été développés et que leur palette de couleurs (c'est-à-dire la gamme de couleurs de fluorescence pouvant être émises) ait été considérablement élargie, les FR cyan (cyan), brillants et stables, biocompatibles et orthogonaux aux FR existants, demeurent un besoin non satisfait. La fluorescence cyan offre des avantages uniques en imagerie biologique, tels qu'une interférence de fluorescence de fond cellulaire plus faible, une durée de vie de fluorescence plus longue et une imagerie multiplex aisée avec d'autres canaux couleur. Par conséquent, le développement d'un nouveau FR cyan est essentiel pour promouvoir le développement de la technologie d'imagerie de l'ARN.

Implications de la recherche

• Cette étude a permis de développer un aptamère d'ARN appelé Myosotis, capable de se lier spécifiquement à un nouveau chromophore DBT de type GFP et de l'activer pour émettre une fluorescence cyan intense. Cette découverte enrichit non seulement la palette de couleurs des FR, mais offre également un nouvel outil pour l'imagerie de l'ARN.
• La forte affinité (à l'échelle nanomolaire) de Myosotis pour le DBT et sa faible dépendance aux ions magnésium pour le repliement lui permettent de maintenir des performances stables dans différents environnements cellulaires. De plus, le complexe Myosotis-DBT présente une longue durée de fluorescence, une bonne photostabilité et une luminosité cellulaire accrue, des propriétés qui en font une sonde idéale pour l'imagerie de l'ARN. Myosotis-DBT présente une bonne orthogonalité avec les FR Pepper et Clivia existants, ce qui signifie qu'ils peuvent être utilisés simultanément dans la même cellule sans interférence mutuelle. Cette propriété ouvre la voie à l'imagerie de fluorescence multiplexée, permettant aux chercheurs d'observer simultanément le comportement et la distribution de plusieurs ARN au cours d'une même expérience.

Perspectives de recherche

• À mesure que la technologie Myosotis-DBT continue de mûrir et de s'améliorer, elle devrait être largement utilisée dans divers systèmes biologiques et types cellulaires pour étudier le rôle des ARN dans la régulation de l'expression génétique, la différenciation cellulaire et la genèse des maladies. En combinant Myosotis-DBT avec d'autres couleurs de FR, des techniques d'imagerie par fluorescence multiple plus sophistiquées et plus précises pourront être développées pour permettre l'imagerie simultanée et le suivi dynamique de plusieurs ARN et protéines dans les cellules.
• Compte tenu du rôle important des ARN dans l'apparition et la progression des maladies, la technologie Myosotis-DBT devrait trouver une application dans le diagnostic et la thérapie cliniques. Par exemple, la détection de modifications du niveau d'expression ou de la distribution d'ARN spécifiques permet un diagnostic précoce et une évaluation pronostique des maladies. Parallèlement, l'utilisation de la technologie d'interférence ARN combinée à l'imagerie Myosotis-DBT permet de suivre en temps réel l'effet et le mécanisme de la thérapie ciblée par ARN.

Processus de conception de la couverture

La couverture vise à mettre en avant le thème du monde nano et microscopique, en mettant en valeur le contenu innovant de l'article de recherche scientifique sur l'imagerie multicolore de l'ARN chez les bactéries vivantes. Grâce à son impact visuel et à sa représentation détaillée, elle capte l'attention des lecteurs et transmet la valeur fondamentale de la recherche.

La couverture utilise principalement un fond sombre pour accentuer les structures bactériennes violettes et rouges. Ce choix reflète non seulement la complexité et la vitalité des systèmes biologiques, mais crée également un contraste visuel saisissant qui attire le regard. Le design adopte un style futuriste inspiré de la science-fiction, modélisant minutieusement le monde microscopique des bactéries afin de souligner les caractéristiques de la recherche dans les domaines nano et micro.

La modélisation des bactéries et de leurs structures internes est extrêmement détaillée, révélant la complexité et les subtilités de l'intérieur des cellules. Les bactéries présentées sur la couverture présentent un aspect très réaliste, avec leurs structures de surface pointues et leurs composants internes complexes reproduits avec précision. Le mécanisme d'imagerie de l'ARN à l'intérieur des bactéries est illustré par des effets de lumière multicolores et des courbes dynamiques, soulignant l'innovation de l'imagerie multicolore de l'ARN. Cette couverture a reçu les éloges du professeur responsable et des rédacteurs en chef de la revue, ce qui a permis sa publication réussie !