分享一篇发表在JACS上的文章，文章的题目为“In Situ Visualization of RNA-Specific Sialylation on Living Cell Membranes to Explore N-Glycosylation Sites”，本文的通讯作者是来自南京大学的鞠熀先教授和陈云龙副教授，鞠熀先教授的主要研究方向是生物分析化学与分子诊断，陈云龙副教授的主要研究方向是细胞糖基相关生物分子原位分析的方法学研究。
糖基化是蛋白质和脂质的重要翻译后修饰，对细胞活动调节有重要的作用，最近的研究表明，活细胞表面的小RNA可以被N-聚糖糖基化，并由唾液酸进行终止。常见的RNA体外分析技术，如质谱，RNA测序等，丢失了唾液酸化RNA的位置信息，也无法提供糖基化位点的数量信息，而位置特异性聚糖分析，大多是使用代谢策略，标记靶聚糖，并通过蛋白质识别以激活信号开关，这种基于荧光共振能量转移的策略，会不可避免地导致相邻聚糖的背景干扰。
本文设计了一种分层编码策略HieCo2，将该策略与杂交链反应（HCR）结合，开发了一种可放大RNA特异性聚糖的信号的技术。首先在编码阶段，作者在目标RNA聚糖链的唾液酸上通过叠氮基团共价标记上一种DNA，SC，接着继续通过序列特异性识别，在目标RNA上标记上另一种DNA，RC。在解码阶段，RC一开始是被一个短序列DNA—TC所阻断，当加入与TC互补的TC*，RC就会被释放从而启动解码。SC是一种自封闭的发夹结构，可以被解码后的RC解码，从而在另一个DNA序列（P）的存在下继续进行解码循环。序列P本身也是一种自封闭的发夹结构，在与SC结合后，会暴露出HCR引物，进而通过荧光素标记的两种部分互补的发夹结构（H1和H2）的HCR来实现信号的放大。在这个过程中，唾液酸上的SC序列，和RNA上的RC序列，对最终的荧光都是必须的，所以通过这一分层编码策略，最终可实现RNA特异性的聚糖原位可视化。作者使用被报道为唾液酸化的Y5 RNA尝试验证该模型。在筛选得到了合适的RC序列，和识别条件后，作者成功在细胞膜上看见了强烈的点状荧光分布，缺少任一步骤，都会导致荧光的消失。作者还通过胰蛋白酶处理，唾液酸转移酶抑制剂处理等验证了该标记确实特异性针对RNA和唾液酸，该策略还可应用于除Y5 RNA之外的其他RNA的成像。
作者还提出，在没有H2的情况下，一个唾液酸仅被标记上一个FAM，因此可以通过比较RC-FAM和RC-FAM+HieCo2 without H2的数量来估计不同细胞系上单个Y5 RNA上的唾液酸数量。他们后续还发现HieCo2的HCR产物可作为唾液酸化RNA的DNA屏障。总的来说，作者设计了一种分层编码策略，成功可视化了活细胞细胞膜上Y5 RNA的唾液酸化，该策略可以通过改变RNA和糖的相应识别组分扩增到其他糖RNA上。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c01826文章引用：doi.org/10.1021/jacs.4c01826
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