2019年10月7日，beat365官方网站、合成與功能生物分子中心、北大-清華生命科學聯合中心、IDG/麥戈文腦科學研究所鄒鵬課題組聯合清華大學生命科學學院王建斌課題組在《自然-化學生物學》發表題為“Mapping spatial transcriptome with light-activated proximity-dependent RNA labeling”的研究論文，報道了一種可見光調控的活細胞局部轉錄組的鄰近标記新技術。

真核細胞中RNA分子的分布是高度不均一的。特定RNA分子的亞細胞定位通過影響轉錄、結構支持、局部蛋白質合成等功能，調節了許多重要生理過程，如細胞增殖、胚胎發育、長期記憶形成等。因此研究細胞内RNA分子在各區域的精細分布對于理解細胞生命活動具有重要意義。傳統研究手段包括基于FISH的成像技術、基于機械組分分離的測序技術、基于蛋白質鄰近标記的測序技術等，然而這些手段存在不适用于活細胞、空間分辨率低、亞細胞區域普适性差等缺點。

針對這些難題，鄒鵬課題組開發了“熒光團輔助的RNA鄰近标記和測序技術”，簡稱“CAP-seq”。 該方法通過可見光激發遺傳靶向的光敏蛋白miniSOG産生活性氧，介導鄰近RNA分子上的鳥嘌呤與具有生物正交功能把手的氨基探針進行共價交聯，既而通過富集純化與高通量測序檢測，實現miniSOG定位的亞細胞區域内轉錄組的空間特異性标記與鑒定。利用CAP-seq，他們系統研究了幾個亞細胞區域的轉錄組，包括線粒體基質轉錄組、内質網表面轉錄組以及線粒體外膜附近轉錄組。這些研究結果表明CAP-seq對活細胞中開放區域的RNA标記具有良好的空間特異性和覆蓋度。他們在線粒體外膜附近檢測到30個編碼氧化磷酸化途徑相關蛋白的RNA和多達55個編碼核糖體蛋白的mRNA，這一結果不僅支持了線粒體蛋白在線粒體外膜被翻譯後直接轉運進線粒體的模型，還暗示着線粒體功能可能與蛋白質的翻譯調節有關。CAP-seq具有操作簡單、空間選擇性高、生物相容性好的特點，将成為一項适合于在多種生物系統中研究亞細胞轉錄組的新技術。

北大-清華生命科學聯合中心博士生王鵬沖、前沿交叉學科研究院博士生唐微、清華大學生命科學學院博士生李則堯為該論文共同第一作者，鄒鵬研究員和清華大學王建斌研究員為論文共同通訊作者。該工作得到了科技部、國家自然科學基金委、生物有機與分子工程教育部重點實驗室、北京分子科學國家研究中心和北大-清華生命科學聯合中心的資助。

https://www.nature.com/articles/s41589-019-0368-5