2019年9月27日《科学》报道,美国加州理工学院研究者开发了一套全新的超声成像系统,实现在活体动物观测基因表达。该研究将带来观察基因调控的全新方式。该系统的后续的应用与开发,将实现对活体动物里的基因表达更好的研究与探索。
目前常用的检测基因表达方法是绿色荧光蛋白(GFP)系统,但荧光难以穿透厚厚的器官和组织,无法检测大型活体动物基因表达。而超声成像刚好可以穿透厚厚的器官和组织。下一个问题是如何利用超声波看到特定细胞。研究者观察到一些水生微生物在体内形成一类特殊的蛋白结构,它们就像气球一样,中间充满了空气,这种蛋白结构提供了超声成像所需的分辨率。为了将在原核生物中表达的这种蛋白结构在真核生物中表达,研究者利用合成生物学技术,把所需的多条基因转入了哺乳动物细胞系,并让它们稳定表达。
对比试验中,限于组织的穿透性,“荧光蛋白”组只能看到“一坨”荧光,看不清太多细节。而在“中空蛋白结构”组,超声成像清楚地看到,只有肿瘤最外面一层有着报告基因(reporter gene)的表达。后续的组织学检测,也证实了超声成像的准确性。