2023 年7 月24 日，《 核 酸 研究》（Nucleic Acids Research） 在 線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院李幸團(tuán)隊(duì)撰寫的題為“Genetically encoded RNA-based sensors with Pepper fluorogenic aptamer”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類基因編碼的新型熒光RNA 傳感器。該傳感器能夠在活細(xì)胞中監(jiān)測(cè)代謝物、外源藥物、蛋白與金屬離子等靶標(biāo)，展現(xiàn)出高通量、高內(nèi)涵藥物篩選的潛力。

傳統(tǒng)的基因編碼傳感器由熒光蛋白和結(jié)合靶標(biāo)的蛋白模塊組成。然而，由于多數(shù)靶標(biāo)缺乏對(duì)應(yīng)的蛋白模塊，科學(xué)家難以構(gòu)建基于熒光蛋白的傳感器。此外，基于熒光蛋白的傳感器還有信噪比低等缺陷，限制了熒光蛋白傳感器的應(yīng)用。

李幸團(tuán)隊(duì)通過系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研發(fā)了不包括RG4 的熒光RNA 傳感器。研究選擇使用了Pepper 熒光適配體。Pepper 不含RG4 結(jié)構(gòu)，避免了被細(xì)胞酶降解或解旋。此外，Pepper 亮度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，并能夠結(jié)合不同小分子探針產(chǎn)生不同顏色的熒光?；诖?，李幸團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一系列基于Pepper 的生物傳感器。進(jìn)一步，實(shí)驗(yàn)表明，這些傳感器不包含RG4 結(jié)構(gòu)，并可以高效監(jiān)測(cè)活細(xì)胞中的內(nèi)源小分子代謝物、外源藥物、蛋白質(zhì)和金屬離子等多種靶標(biāo)。該研究發(fā)展的基于RNA 傳感器率先用于檢測(cè)人體細(xì)胞內(nèi)的金屬離子，為探索人體活細(xì)胞金屬離子提供了新型基因編碼工具。

該團(tuán)隊(duì)為追蹤活細(xì)胞內(nèi)靶標(biāo)及其信號(hào)傳導(dǎo)途徑提供了高效的生物傳感平臺(tái)，在藥物篩選和疾病診斷等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。