政府官员被要求保留记录，以便报纸或其他官员可以在事情出错时进行调查——但细胞没有这样的程序。例如，科学家想要了解癌症，就必须拼凑线索并发明工具来了解发生了什么。
细胞产生的一种几乎立即消散的备忘录是一种叫做一氧化氮(NO)的分子。科学家们想要追踪这种分子的运动，因为它在许多疾病中都很重要，尤其是癌症。但到目前为止，找出“不”的唯一方法是将整个细胞切开，然后计算得到的结果——丢失关于这个分子在细胞中何处活动的所有信息。
然而，芝加哥大学的一群化学家宣布了一种创新的系统来“监视”NO在活细胞中的活动。由DNA制成的“突破”探测器在细胞内遇到NO时就会亮起来，这让研究人员能够更好地了解分子的活动，开发药物靶标，并检查药物是否到达了细胞内的预定靶标。
亚穆纳·克里希南教授是一位著名的生物化学家，3月9日在《自然化学生物学》杂志上发表了一篇论文。他说:“这非常令人兴奋，既是了解生物学基本原理的工具，也是改善已经在临床使用的药物的方法。”“这是第一种以亚细胞精度追踪活细胞中分子的方法。”
科学家们知道NOS3——一种产生NO的酶——大部分时间都在细胞的两个主要位置。一个在细胞膜上，另一个在一个叫做高尔基体的看起来像肠道的腔室里，高尔基体负责包裹蛋白质。“NOS3在这两个地点的活动在疾病中是至关重要的，但要判断NOS3在做什么和在哪里是非常具有挑战性的，”该论文的第一作者、芝加哥大学的研究生Maulik Jani说。
这对Krishnan的实验室来说是一个完美的问题，他们的专长是制造微小的传感器，在细胞内移动并报告发生的情况。为了了解从神经元到中性粒细胞等各种细胞的工作原理，他们用dna构建了微型细胞探针——在完成工作后，细胞会无害地溶解这些探针。
研究小组首先用DNA构建了一个包裹，包裹上附着几个分子:一个在NO存在时发光，另一个附着在细胞膜或高尔基体上的“邮寄地址”。为了向另一种基因技术致敬，他们称这种传感器为“NOckout”。
一旦在细胞中释放，NOckout就会前往预定的目的地。每当遇到NO时，荧光警报就会被触发，只要在显微镜下寻找发光的分子，科学家就能看到细胞中NO的生成位置和数量。
科学家们对它的意义感到兴奋。该工具可以帮助追踪NOS酶在癌症、心脏病和神经退行性疾病等方面的异常情况。贾尼说:“但你并不总是知道这种疾病是由于生产太多还是太少。”
克里希南说:“如果你已经有了一种药物，这就为你提供了一种方法，来跟踪你的药物是否真的像你认为的那样发挥作用，而这往往是药物研究中所缺少的，也是非常宝贵的。”
贾尼说，除了细胞膜和高尔基体，他们已经有了可以发送探测器到其他5个重要细胞器的邮寄地址。它也可以用于其他难以追踪的分子，这些分子扮演着重要但神秘的细胞角色。
“NO是一种反应性很强的分子，它能与遇到的任何物质发生反应，所以很难捕捉到它。”还有很多像NO这样的分子，这种方法可能对追踪它们很有用，”Jani说。
这篇论文的其他合著者是研究生周俊义和博士后研究员阿涅什·维提尔。
引文:“基于dna的荧光探针以亚细胞空间分辨率绘制NOS3活动。贾妮等，《自然化学生物学》，2020年3月9日，https://doi.org/10.1038/s41589-020-0491-3
资助:宾夕法尼亚大学孤儿疾病中心、安德鲁·科波拉基金会、芝加哥大学妇女委员会、国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所、芝加哥生物医学协会、芝加哥社区信托基金的塞尔基金、大脑研究基金会、梅格尔·芬斯基奖。