ZATELLITE：一种利用合成锌指蛋白在活细胞中可视化和操控人类着丝粒的工具包

染色体数目的变化或其在细胞核内空间组织方式的改变，会对细胞命运产生关键性影响。然而，由于难以以非侵入性的方式标记内源性位点，在活细胞中捕获核型或染色质的三维结构仍然受到限制。当前应用最广泛的工具依赖于 dCas9，这是一种体积庞大的蛋白质，其持续性 DNA 结合会干扰 DNA 和 RNA 代谢，导致 DNA 损伤，并且难以实现多重化。我们开发了 ZATELLITE，这是一种由人工智能赋能的工具，利用带有荧光标记的合成锌指靶向内源性重复序列。与 dCas9 相比，ZATELLITE 探针具有关键优势：它们体积更小，更易于实现多重化，并且至关重要的是，即使在长期标记后，也不会引起 DNA 损伤或染色体异常。我们构建了一组 ZATELLITE 探针，用于标记几乎所有人类染色体的着丝粒，从而能够在活细胞中实时捕获基因组组织和核型改变。最后，我们表明，ZATELLITE 可用于对着丝粒进行同步标记和表观遗传编辑。因此，ZATELLITE 是一种无毒且用途广泛的基因组可视化与操控工具。

染色体数目的变化或其在细胞核内空间组织方式的改变，会对细胞命运产生关键性影响。然而，由于难以以非侵入性方式标记内源性位点，在活细胞中捕获核型或染色质三维结构仍然受到限制。应用最广泛的工具依赖于 dCas9，这是一种体积庞大的蛋白质，其持续性 DNA 结合会干扰 DNA 和 RNA 代谢，造成 DNA 损伤，并且难以实现多重化。我们开发了 ZATELLITE，这是一种由人工智能赋能的工具，可利用荧光标记的合成锌指靶向内源性重复序列。与 dCas9 相比，ZATELLITE 探针具有关键优势：其体积更小，更易于实现多重化，且至关重要的是，即使在长期标记后也不会引起 DNA 损伤或染色体异常。我们构建了一系列 ZATELLITE 探针，用于标记几乎所有人类染色体的着丝粒，从而能够在活细胞中实时捕获基因组组织和核型改变。最后，我们表明 ZATELLITE 可用于对着丝粒进行同步标记和表观遗传编辑。因此，ZATELLITE 是一种无毒且用途广泛的基因组可视化与操控工具。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.04.742839v1?rss=1

🏷️ 合成锌指蛋白 着丝粒可视化 活细胞成像 染色质操控 表观遗传编辑