『커버스토리』미오소티스, RNA 이미징의 새로운 시대를 열다!

2024년 10월 28일

.Li Jiang, Fangting Zuo, Yuanyuan Pan, Ruilong Li, Yajie Shi, Xinyi Huang, Dasheng Zhang, Yingping Zhuang, Yuzheng Zhao, Qiuning Lin, Yi Yang, Linyong Zhu, Xianjun Chen

이번 호의 표지는 “밝고 안정적인 시안 형광 RNA를 통해 살아있는 대장균에서 다색 RNA 이미징이 가능해졌습니다." 에 의해 첸셴준 교수 동중국 과학기술대학 출신 주린용 교수 동중국과학기술대학/상하이교통대학 출신.

연구 배경

• 세포 및 분자생물학 연구에서 세포 내 RNA의 거동과 분포를 실시간으로 동적으로 관찰하는 것은 유전자 발현 조절, 세포 기능, 그리고 질병 발생 기전을 이해하는 데 필수적입니다. 최근 몇 년 동안 등장한 강력한 도구인 형광 RNA(FR) 기술은 살아있는 세포 내 RNA를 시각화하는 전례 없는 기회를 제공합니다. FR은 해당 저분자 형광 염료에 결합하여 활성화시켜 세포 내에서 검출 가능한 형광 신호를 생성하는 특수한 RNA 압타머입니다. 이 기술의 등장은 RNA 이미징 분야를 크게 발전시켜, 연구자들이 생리학적 조건에 가까운 살아있는 세포 환경에서 높은 해상도와 감도로 RNA를 이미징할 수 있게 해주었습니다.
• 다양한 FR이 개발되고 그 색상 팔레트(발광 가능한 형광 색상 범위)가 크게 확장되었지만, 밝고 안정적이며 생체적합성이 우수하고 기존 FR과 직교하는 시안(cyan) FR은 여전히 ​​충족되지 않은 요구로 남아 있습니다. 시안 형광은 세포 배경 형광 간섭 감소, 긴 형광 수명, 그리고 다른 색상 채널과의 다중 이미징 용이성 등 생물학적 이미징에서 고유한 장점을 제공합니다. 따라서 새로운 시안 FR의 개발은 RNA 이미징 기술의 발전을 촉진하는 데 매우 중요합니다.

연구 의미

• 본 연구는 Myosotis라는 RNA 앱타머를 성공적으로 개발했습니다. 이 앱타머는 새로운 GFP 유사 발색단 DBT에 특이적으로 결합하고 활성화하여 밝은 청록색 형광을 방출할 수 있습니다. 이 발견은 FR의 색상 팔레트를 풍부하게 할 뿐만 아니라 RNA 이미징을 위한 새로운 도구를 제공합니다.
• Myosotis는 DBT에 대한 높은 친화도(나노몰 수준)와 폴딩 과정에서 마그네슘 이온에 대한 낮은 의존성으로 인해 다양한 세포 환경에서 안정적인 성능을 유지합니다. 또한, Myosotis-DBT 복합체는 긴 형광 수명, 우수한 광안정성, 그리고 향상된 세포 밝기를 가지고 있어 RNA 이미징에 이상적인 프로브입니다. Myosotis-DBT는 기존 Pepper 및 Clivia FR과 우수한 직교성을 나타내므로, 동일 세포에서 서로 간섭하지 않고 동시에 사용할 수 있습니다. 이러한 특성은 다중 형광 이미징의 가능성을 열어 연구자들이 동일한 실험에서 여러 RNA의 거동과 분포를 동시에 관찰할 수 있도록 합니다.

연구 전망

• Myosotis-DBT 기술이 지속적으로 발전하고 향상됨에 따라, 유전자 발현, 세포 분화, 그리고 질병 발생 조절에 있어 RNA의 역할을 연구하는 데 다양한 생물학적 시스템과 세포 유형에서 널리 활용될 것으로 기대됩니다. Myosotis-DBT를 다른 색상의 FR과 결합하면, 더욱 정교하고 세밀한 다중 형광 이미징 기술을 개발하여 세포 내 여러 RNA와 단백질의 동시 이미징 및 동적 추적을 가능하게 할 수 있습니다.
• 질병의 발병 및 진행에 있어 RNA의 중요한 역할을 고려할 때, Myosotis-DBT 기술은 임상 진단 및 치료에 적용될 것으로 기대됩니다. 예를 들어, 특정 RNA의 발현 수준이나 분포 변화를 감지함으로써 질병의 조기 진단 및 예후 평가를 실현할 수 있습니다. 또한, RNA 간섭 기술과 Myosotis-DBT 이미징을 결합함으로써 RNA 표적 치료의 효과와 기전을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

커버 디자인 과정

표지 디자인은 나노 및 미시 세계라는 주제를 강조하고, 살아있는 박테리아의 다색 RNA 이미징에 관한 과학 연구 논문의 혁신적인 내용을 선보입니다. 시각적 효과와 세부적인 표현을 통해 독자의 관심을 사로잡고 논문의 핵심 연구 가치를 전달합니다.

표지는 주로 어두운 톤의 배경을 사용하여 보라색과 빨간색 박테리아 구조를 강조합니다. 보라색과 빨간색의 선택은 생물학적 시스템의 복잡성과 활력을 반영할 뿐만 아니라 시선을 사로잡는 강렬한 시각적 대비를 만들어냅니다. 디자인은 미래적이고 SF에서 영감을 받은 스타일을 채택하여 박테리아의 미세한 세계를 정교하게 모델링하여 나노 및 마이크로 분야의 연구 특성을 강조합니다.

박테리아와 그 내부 구조의 모델링은 매우 상세하여 세포 내부의 복잡성과 미묘함을 드러냅니다. 표지의 박테리아는 뾰족한 표면 구조와 정교한 내부 구성 요소가 정밀하게 표현되어 마치 살아있는 듯한 모습을 보여줍니다. 박테리아 내부의 RNA 이미징 메커니즘은 다채로운 조명 효과와 역동적인 곡선을 통해 표현되어 다색 RNA 이미징의 혁신을 강조합니다. 궁극적으로 이 표지는 지도 교수와 저널 편집자들로부터 높은 평가를 받아 성공적인 게재를 이끌어냈습니다!