近日，東南大學醫學院姚紅紅教授團隊與化學化工學院張袁健教授團隊合作在國際權威學術期刊《Nature Communications》發表了題為“Fast and Sensitive Multivalent Spatial Pattern-Recognition for Circular RNA Detection”（基于多價空間識別的環狀RNA快速高靈敏檢測）的研究論文。該論文開發了一種基于多價空間模式識別的環狀RNA檢測和成像方法，用于在體標記與示蹤、離體細胞、組織和體液檢測環狀RNA。

環狀RNA是一類具有共價閉環結構的特殊RNA分子，是腦功能調控和神經精神疾病病理進程中的重要調控分子，在神經系統疾病診斷和治療方面具有重要應用前景。然而環狀RNA的低豐度、復雜二級結構和與線性RNA的相似性使得其在檢測和成像面臨諸多挑戰。如何快速、高靈敏、特異地檢測環狀RNA是亟待解決的科學問題。

研究團隊創新性地構建了與環狀RNA空間匹配的多價DNA納米結構探針，極大地提高了探針與環狀RNA的結合力和檢測靈敏度，實現在在體和離體樣品中環狀RNA的快速檢測。相比于傳統方法，多價空間模式DNA納米探針成像靈敏度提高了10倍。其次，通過在DNA納米結構探針上修飾雙光子染料，實現了自由移動活體環狀RNA成像和環狀RNA遞送過程中實時成像跟蹤。這項研究顯示了多價空間模式在環狀RNA快速檢測和成像方面具有極大應用潛力，在基于環狀RNA的疾病快速診斷和環狀RNA功能與機制研究方面具有重要臨床意義。

本項研究是在東南大學開展學科交叉青年學者沙龍活動背景下孵化的重要醫工交叉項目，通過依托我校優勢工科開發的快檢和成像新技術，解決了醫學方面基于環狀RNA的疾病快速診斷和預后評估的瓶頸問題。

該論文第一作者為東南大學化學化工學院周志新教授和醫學院韓冰教授，東南大學醫學院姚紅紅教授和化學化工學院張袁健教授為論文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金杰出青年科學基金、國家自然科學基金重點項目以及科技部科技創新2030—“腦科學與類腦研究”重大項目等項目資助。