金属离子在生理反应中起着至关重要的作用，对金属离子进行检测和成像可以为了解金属离子的分布、变化趋势提供指导。镁离子是哺乳动物细胞中最丰富的二价阳离子，与生物大分子的结构和功能紧密相关。目前研究者们已经开发了一系列特异性识别镁离子的荧光传感器。其中，依赖镁离子发挥催化活性的DNA催化剂（脱氧核酶）可以对镁离子作出特异性响应。然而，天然DNA容易被核酸酶降解，限制了其生物应用。而苏糖核酸（TNA）作为一种非天然核酸，具有优异的生物学和化学稳定性，可用于构建具有高稳定性的镁离子检测器。
近日，南京大学现代工学院于涵洋教授课题组利用体外筛选的方法，获得了催化嵌合RNA底物发生切割反应的TNA酶T17-22，并利用T17-22及同时带有荧光基团和猝灭基团的嵌合RNA底物，构建了能够对细胞内镁离子进行成像的高稳定性荧光传感器（图1）。这项工作首次构建了基于非天然核酸酶的荧光传感器，并将其用于细胞内金属离子的成像。
图1 催化RNA切割反应的TNA酶用于细胞内镁离子成像
作者从随机文库出发，通过体外筛选获得了催化RNA切割反应的TNA酶（图2），并证明基于该TNA酶构建的传感器可用于对细胞内镁离子的有效检测和成像（图3）。
图2 T17-22的体外筛选和活性验证
图3 基于T17-22的镁离子传感器用于细胞内镁离子成像
这一成果以Selection of RNA-cleaving TNA enzymes for cellular Mg2+ imaging为题，近期发表在ChemBioChem上，高明媚、魏东瀛是该文章的共同第一作者，于涵洋教授是文章的通讯作者，陈思琪、覃博荷、王月瑶博士和李喆教授对该工作亦有贡献。
原文链接：https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbic.202200651
原文引用：dx.doi.org/10.1002/cbic.202200651
