闪烁的星星还是DNA?
杜克大学(Duke University)开发的一项成像技术，可以通过用发光DNA短链标记细胞内部，同时观察数十种不同分子的活动，这种DNA短链以自己独特的节奏闪烁。
杜克大学电气、计算机工程和计算机科学博士生沙林·沙阿(Shalin Shah)说:“这个想法是，任何事物都有自己的心跳。”“我们把这些时间信号称为‘时间条形码’。”
当将这些条形码附着在细胞或其他物体上并观察足够长的时间后，这些条形码可以用于检测和区分分子尺度上的任何数量的东西——包括隐藏在人体运作和生长所需的数万种蛋白质中的特定蛋白质。
这项技术的原理是利用两条互补DNA链在溶液中碰撞时的短暂相互作用。其中一条链附着在研究人员想要研究的分子上。另一种是自由漂浮的，携带一种荧光染料，当两股纤维结合在一起时就会发光，一旦分开就会变暗。在显微镜下观察一段时间后，绑定和解绑定会产生一种独特的闪烁图案，解码后就像指纹一样。
传统技术使用不同颜色的染料来区分分子，或者使用一种颜色但不同的DNA序列，并分步骤成像，在转移到下一个目标之前将它们从一个目标上洗掉。
沙阿和他的同事说，他们可以做得更好。
该团队与杜克大学计算机科学教授John Reif和橡树岭国家实验室的博士后研究员Abhishek Dubey合作，该团队的方法增加了用单一染料颜色区分不同信号的数量。但是，他们不像以前的单色方法那样依赖于多个DNA序列，而是保持自由浮动链的序列相同，而是调整附着在感兴趣分子上的链上重复序列的长度或数量。这使得它们产生不同频率、持续时间和亮度的闪光。
4月5日，该杂志在线发表了一篇论文ACS合成生物学计算机模拟表明，理论上可以同时区分多达56个不同的分子，每个分子都以相同的颜色闪烁。如果使用多种颜色的染料，这个数字会上升到数千种。研究人员表示，他们的技术也能够以其他方法的一小部分成本做到这一点，而且随着时间的推移，在显微镜的强光下不会褪色。
在3月21日发表在《纳米快报》(Nano Letters)杂志上的一篇配套论文中，该团队也在实验室中测试了他们的方法。Shah和Reif设计了七种不同的DNA装置，将它们连接到玻璃表面，并使用荧光显微镜对它们进行成像。只有不到一个小时的数据，他们就能通过每个设备不同的闪烁行为来区分它们。
沙阿说:“我们的目标是开发一种经济、简单但有效的方法。”“发射的时间强度信号是不同的，可以作为指纹。”
本文已从材料所提供的杜克大学．注:材料的长度和内容可能经过编辑。如需进一步信息，请联系所引用的来源。
参考文献:Shalin Shah, Abhishek K. Dubey, John Reif, 2019。改进的光学多路复用与时间DNA条形码。ACS合成生物学。DOI: 10.1021 / acssynbio.9b00010。
