来自美国康奈尔大学Weill医学院的研究人员发表了题为“Fluorescence Imaging of Cellular Metabolites with RNA”的文章，通过一种修饰过的RNA：Spinach，对核小体中小分子代谢产物进行了成像，从而能实时观测这些代谢产物的变化。这项技术克服了常见GFP方法的缺点，将有可能革新目前代谢组的研究面貌，相关成果公布在Science杂志上。

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文章的通讯作者是Weill医学院药理学副教授Samie R. Jaffrey，他表示，“了解代谢产物活动情况将能帮助我们更新，更有效的分析这些产物在疾病中的变化情况，从而找到能恢复病患代谢的新治疗方法。”
“细胞代谢物水平操控着许多细胞功能，正因此次，这些代谢物也是分析细胞在某一特定时间的活动的强有力工具”。举例来说，生物学家们已经知道癌细胞中的代谢是不正常的，这些细胞能改变其葡萄糖的代谢，生成一些特殊降解产物，比如乳酸，产生不同的代谢谱。如果能了解这些代谢异常的机理，那么就能深入分析癌症如何发生发展的。但是迄今为止，在活体中监测代谢变化十分困难。

在这篇文章中，研究人员证明利用一种特殊的RNA序列，就能观测到活细胞中代谢物的水平。这些RNAs就是“Spinach”RNA，这种RNA-荧光基团复合物可用于追踪细胞内各种RNA的功能动态，这提供了一个重要的研究工具，帮助了解RNA在生物学中的各种功能。
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具体来说这一复合物是利用RNA能够折叠形成复杂三维形状的特性，构建了两个新结构：其一能显示特异形状的合成RNA序列，另外一段与RNA结合后发射荧光的小分子。研究人员将这种RNA通过基因工程加入到细胞中，并使之在遇到特异性结合的代谢物的时候，才会打开，发出荧光信号。
在这项研究中，研究人员设计了5种代谢物的追踪，包括ADP（ATP的产物，细胞的能量分子），SAM（S-腺苷*，S-Adenosyl methionine，参与基因活性调控甲基化中）等。Jaffrey说，“在此之前，还未有人能观察到这些代谢物在活细胞中的实时水平变化。”

同时研究人员还将RNA感应器传递进细胞，帮助他们在单细胞中分析靶标代谢物的水平，“您能看到这些代谢物表达水平如何应答通路信号，或者遗传变化的，并且还能治疗异常代谢的药物。”
这种方法克服了常用的绿色荧光蛋白GFP检测方面的缺点，GFP与其它蛋白能通过与代谢物结合蛋白的融合表达，用于检测代谢，在某些情况下，代谢物的结合可以扭曲蛋白，影响荧光成像，但对于大多数代谢物来说，并不能与GFP融合成感应器的合适蛋白。

通过利用RNAs作为代谢感应器，这一问题就得到了解决，“RNA令人叹服之处在于，从本质上来说，其序列能结合到任何想要结合的小分子上面，而且在两个星期的时间内就能完成。”
这种方法将能帮助科学家们分析任何小分子代谢物在细胞中的变化，而且经过研究人员的进一步探索，这一技术还可以用于检测活细胞中的蛋白，和其它分子。

除了基础研究以外，这一技术还可以用于临床研究，Jaffrey表示他们对于大脑神经细胞中代谢物变化十分感兴趣，希望能由此开发出治疗自闭症之类疾病的新方法。

来源：生物通