高空间分辨率的深层组织转录和亚细胞成像
Valentina Gandin1, Jun Kim1, Liang-Zhong Yang1
1Janelia Research Campus, Howard Hughes Medical Institute, Ashburn, VA, USA.
Science (New York, N.Y.)
|February 20, 2025
概括
新的循环杂交连锁反应 (cycleHCR) 成像克服了有限的光通道,用于生物样本中RNA和蛋白质的详细空间分析,从而使深层组织研究成为可能.
科学领域:
- 分子生物学
- 显微镜技术
- 基因组学
背景情况:
- 传统的光显微镜受限于可用的颜色通道数量,限制了多个目标的同时空间分析.
- 在复杂的生物系统中分析RNA和蛋白质的空间组织需要先进的成像方法.
研究的目的:
- 引入和验证循环杂交链反应 (循环HCR) 作为一种高度多重化的RNA和蛋白质成像的新方法.
- 展示循环HCR在整个胚胎和亚细胞结构中的3D空间分析的能力.
主要方法:
- 通过将多循环DNA条码与杂交连锁反应 (HCR) 结合而开发的循环HCR.
- 将循环HCR应用于整个胚胎转录组图像,并将其与扩展显微镜相结合,以获得亚细胞分辨率.
- 在小鼠海马片中利用循环HCR进行多重RNA和蛋白质成像.
主要成果:
- 在整个胚胎中实现精确的3D基因表达和细胞命运映射 (~310微米深).
- 使用循环HCR和扩展显微镜在小鼠胚胎纤维细胞中揭示了复杂的亚细胞结构 (10种).
- 在小鼠海马片中发现复杂的基因表达梯度和细胞类型特定的核变异.
结论:
- 循环HCR提供了一个多功能和定量框架,用于阐明深层组织的空间调节.
- 这种方法克服了传统光显微镜用于多重成像的局限性.
- 对于生物研究和诊断应用而言, cycleHCR具有显著的潜力.
