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先见:空间组学新高度,循环染色无重数

2025-2-8 14:13| 编辑: 归去来兮| 查看: 461| 评论: 0|来源: 陈在不在

摘要: 典型的HCR过程中,引发剂触发两种DNA发夹之间的级联杂交事件。

远见:面向临床的空间生物学解决方案
文章发出后,前台后台,朋友圈微信群收到很多问题。
比如:基因界第一专业吃瓜不讲情面自媒体,1009篇原创的【循因缉药】

中国空间蛋白组学工具 | 星海领航榜
FORESIGHT这个名字出海行不行?
答曰:榕嘉生物的FORESIGHT已经获得美国注册批准了。
国内有两个版本,远见对应临床,先见对应科研。

2.0版本怎么样实现更多靶标?

这里就得说到杂交链式反应HCR(Hybridization Chain Reaction)技术了。以下原理部分,了解的可以跳过,不影响对问题答案的理解。
H‌CR是一种简单有效的等温扩增过程,主要涉及两种或多种DNA发夹结构。

典型的HCR过程中,引发剂触发两种DNA发夹之间的级联杂交事件。

设计发夹型探针H1和H2,H1包括1´,2´,3和2四个部分,其中2和2´有18对碱基互补成双链作为H1的茎部,3为发夹结构的环部,1´为在发夹结构茎部延伸出的单链粘性末端。

H2包括3´,2´,1和2四个部分。其设计和H1相似,1,2,3可分别与1´,2´,3´互补。

当没有引发链12存在时,虽然H1和H2中有部分链可以互补,但由于H1和H2分别形成茎环,二者在溶液中均能稳定存在,不会相互杂交而彼此打开。

当加入引发链12时,12首先与H1茎部的粘性末端1´2´互补,使H1的茎环结构打开,暴露出32单链,打开H2的发夹结构,接着暴露出于与H1互补的12,可以继续打开H1,依次循环往复,形成由H1和H2交替杂交形成的长链带缺口的双链DNA聚合物。

以上是一对DNA发夹结构,如果我们采用更多DNA发夹结构。每对发夹结构标记一种荧光染料或者不标记荧光染料,就可以实现更多靶标同时检测了。
这里做一道数学题:四发夹结构分别标记四种荧光染料中的一种或者不标记,可以有多少种组合的颜色?
  • 其中一种发夹结构标记荧光染料,4种颜色
  • 其中两种发夹结构标记不同荧光染料,6种颜色
  • 其中三种发夹结构标记不同荧光染料,4种颜色
  • 其中三种发夹结构标记两种不同荧光染料,比例2:1,12种颜色
  • 四发夹结构标记不同荧光染料,1种颜色
  • 四发夹结构标记三种不同荧光染料,比例2:1:1,12种颜色
  • 四发夹结构标记两种不同荧光染料,比例3:1,12种颜色
所以,合计如下图,四种发夹结构的荧光编码可以实现51种颜色。

    当然,颜色混合是一回事,仪器和软件可判读是另外一回事。由于各靶标在空间上具有一定的重叠,计算机解码的过程复杂,目前可以实现的是一轮9靶标——循环荧光染色技术前无古人的新高度!

    先见一轮可以染多少色,可以做多少轮?国内外其它循环荧光染色法产品是什么水平?
    空间蛋白组学技术平台,从定量角度来看,可以分为:基于循环荧光染色,基于质谱,基于测序的三种技术。
    循环荧光染色技术,可以在单细胞甚至亚细胞水平上实现高空间分辨率的蛋白定位和定量分析,图像直观,可操作性强。

    图片来自知乎:池塘春草梦

    不同循环荧光染色技术平台的差别在于:

    • 1轮能标记多少靶标?

    • 如何洗脱,以及可以标记多少轮?

    • 信号是否可以放大?

    Foresight 先见一轮最多可以染9个靶标。新高度!

    HCR是具有一个尾巴的tHCR,因此产物可以通过引入洗脱链,发生支点介导的链置换反应,将产物去组装。整个过程中的孵育与清洗条件都很温和,组织不会脱落,因此,理论上可以实现无限轮次的循环。反复洗脱不影响后续的成像,

    Akoya是一轮三个靶标。

    TSA (Tyramide dignal amplification,酪氨酸信号放大) :一次一种荧光染料标记一种蛋白,在一张切片上最多成像靶标少于10。

    图片来自公众号【循因缉药】


    为什么采用HCR技术可以放大?放大带来的好处是什么?

    HCR是杂交链式反应,在目标分子存在下,引发DNA发夹交替开环自组装,形成包含大量重复单元的切口双链DNA结构


    计算机辅助设计CAD-HCR,最多可以做到多少HCR引物?

    通过CAD设计了HCR序列库,最大的通量在103套,目前已经验证了30套高度正交的序列。


    目前验证过的抗体数量和种类?

    目前,验证抗体超过100种,能够在高特异性、高灵敏的多重分析中实现平衡。

    自标记抗体要求:抗体浓度≥1 mg/mLBSA and azide Free,单次偶联不低于40μg


    目前先见的业务形态?

    • 扫描系统及图像分析整体解决方案

    • 抗体偶联试剂盒,五标六色,十标十一色;

    • 循环荧光空间蛋白组学服务。

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