荧光传感器实时监测DNA损伤及修复

荷兰乌得勒支大学研究人员开发出一款全新荧光传感器，可在活细胞乃至活体生物中实时监测DNA损伤及修复过程，为癌症研究、药物安全测试和衰老生物学等领域提供了重要的新工具。相关成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。

理查德·卡多佐·达席尔瓦博士（左）和乌得勒支大学的图恩凯·鲍贝克教授。图片来源：乌得勒支大学

现有的工具，如抗体或纳米抗体，往往会过于紧密地与DNA结合，从而干扰细胞自身的修复机制。而此次开发的传感器可在不干扰细胞功能的前提下，实时标记受损DNA，并动态呈现修复过程。

该传感器采用来自天然蛋白质的小结构域，可自行结合和脱离损伤位点，能更真实地反映细胞的自然行为。其原理是在一个源自细胞特定蛋白结构域附加荧光标签，实现对损伤标记的短暂识别。由于这种结合是温和且可逆的，它能够“点亮”损伤区域，同时不阻碍修复过程。与传统方法相比，新传感器使研究人员能在同一细胞中连续观测损伤形成、修复蛋白到达及损伤消失等全过程，无需重复开展多组实验。

研究人员在秀丽隐杆线虫中验证了该工具的有效性。传感器不仅表现稳定，还捕捉到线虫发育过程中出现的程序性DNA断裂。这证明，新技术不仅适用于实验室培养细胞，也适用于在活体生物中开展研究。

该工具的应用潜力远不止于监测损伤修复，还可与其他分子模块自由结合，用于绘制DNA损伤在基因组中的位置图，或识别损伤区域周围会聚集哪些蛋白质，甚至可通过操纵受损DNA在细胞核内的位置，研究不同环境对修复效率的影响。