近日，理学院化学系舒杨教授和国家蛋白科学中心（北京）、医学蛋白质组全国重点实验室秦伟捷研究员合作，开发了一种近红外光触发的活体生物大分子交联与标记系统（IVCT-LAUC），首次实现了活体小鼠器官内RNA-蛋白复合物的大规模捕获与分析。研究成果“A Near-Infrared-Triggered Luminescence-Activated System for In Vivo Biomacromolecular Tagging and Photocatalytic Crosslinking for Large-Scale Investigation of RNA-Protein Complexes in Living Mice”发表于美国化学会旗舰期刊、化学学科顶刊Journal of the American Chemical Society。东北大学博士研究生赵进果为本文第一作者，东北大学理学院为第一完成单位。
RNA与蛋白质之间的相互作用广泛参与RNA加工、转运、翻译以及降解等生命过程，其异常与肿瘤、神经退行性疾病和代谢疾病密切相关。然而，由于RNA-蛋白质复合物具有动态、瞬时和非共价的特点，如何在活体动物中保持其天然状态并进行大规模分析，一直是该领域面临的重要挑战。目前广泛采用的254 nm紫外光交联技术虽然能够有效固定RNA-蛋白复合物，但紫外光组织穿透力深度不足0.1 mm，难以应用于活体动物研究。因此，开发一种能够在活体深层组织中实现RNA-蛋白互作原位捕获的新技术具有重要意义。研究团队利用镧系元素掺杂的上转换纳米颗粒作为“纳米光转换器”，将组织穿透能力优越的808nm近红外光转换为254nm紫外光以及450/650nm可见光。转换产生的254nm紫外光用于原位交联RNA与蛋白质，而可见光则激活光敏剂产生单线态氧，实现RNA的生物素化标记。这样，仅需单一近红外激发光源即可同步完成RNA-蛋白复合物的固定与标记。
通过近红外光触发的原位上转换光催化进行RNA-蛋白复合物交联和标记方法示意图
实验结果表明，该系统能够在秒级时间尺度内捕获动态RNA-蛋白互作，并成功在活体小鼠肾脏和脾脏中实现RNA结合蛋白（RBP）的富集鉴定。其中，在小鼠肾脏中鉴定出1709种RBPs，在脾脏中鉴定出563种RBPs，且与已报道RBP数据库具有高度重叠，验证了该方法的可靠性和特异性。团队还利用该平台研究了两种RNA-蛋白互作调控药物Rocaglamide和MS-444在活体动物中的作用。研究发现，该技术不仅能够验证已知靶点，还可系统地揭示潜在脱靶RBPs及相关信号通路变化，为RNA靶向药物的体内作用机制研究和安全性评估提供了全新工具。
