邻近标记（Proximity Labeling）技术近年持续升温，而"标记速度"始终是其核心瓶颈。2026年发表在 Nature Chemical Biology 的一项研究"Directed evolution of lantern enables rapid RNA and protein proximity labeling"，通过哺乳动物细胞定向进化，将遗传编码光催化邻近标记的时间尺度从十余分钟压缩至1秒，为捕捉快速细胞事件提供了全新工具。本文为您梳理解读。

一、为什么要"更快"的标记工具？

细胞内许多关键过程发生在分钟级甚至秒级：应激颗粒（stress granule）在应激后几分钟内即开始组装，RNA 与蛋白质快速重新分布。如果标记窗口需要 15 分钟，捕获到的很可能是"多个阶段的混合物"——动态信息被平均掉了。

研究团队此前开发的 miniSOG 系统虽可通过蓝光控制标记时机，但需要约 15 分钟照射，对快速过程的解析力不足。提速，成为这一技术路线能否回答"分子何时到场"问题的关键。

二、Lantern 如何被"进化"出来？

研究人员构建了一套巧妙的哺乳动物细胞定向进化体系：让每个 miniSOG 突变体去标记编码它自己的 mRNA，再通过点击化学接上生物素、链霉亲和素磁珠富集后测序——光催化活性由此被转换为可测序读取的富集信号。经过两轮筛选，最终获得三突变体 S3G/W80N/Q102A，命名为 Lantern。

关键性能数据：

• 单线态氧量子产率达 0.42（原始 miniSOG 为 0.10，SOPP3 为 0.36）；

• RNA 标记效率约为 SOPP2 的 2.8 倍、SOPP3 的 2.3 倍；

• 1 分钟标记即可达到 miniSOG 15 分钟的信号水平；

• 在 450 mW/cm² 高光强下，1 秒标记仍鉴定出 1,878 条 mRNA，其中 97.3% 具有分泌途径特征——空间特异性不降反升。

三、技术亮点：生物素富集仍是核心读出手段

值得注意的是，Lantern 的整套工作流（CAP-seq / CAP-MS）中，点击化学引入生物素 + 链霉亲和素磁珠富集依然是连接"标记"与"测序/质谱"的桥梁：光催化产生的标记事件，最终依赖生物素-链霉亲和素系统实现分子富集与下游鉴定。这再次印证：无论前端标记技术如何迭代，高亲和力的生物素富集体系都是邻近标记蛋白质组学/转录组学的刚需环节。

应用层面，Lantern 已展示出强大的可扩展性：从 RNA（CAP-seq）到蛋白质（CAP-MS，87 个富集蛋白中 97.7% 为已知应激颗粒蛋白），再到"给特定位置的细胞做标记"（CAP-CELL，配合 DMD 光照与流式分选，分选准确率超 80%）。研究还揭示了应激颗粒早期 RNA 富集与 m6A 修饰水平的相关性，以及应激颗粒早期与内质网的空间联系。

四、对实验室工作的启示

对开展邻近标记课题的课题组而言，这类新工具的落地往往伴随对配套试剂的需求：炔基/叠氮生物素探针、不同规格的链霉亲和素磁珠验证、以及针对新底物的生物素化定制。纳孚生物可为您提供：

• 点击化学生物素试剂：Biotin-PEG4-Alkyne、Azide-Biotin 等常用规格现货与定制；

• 光交联/炔基胺探针配套小分子的定制合成；

• 糖类、核苷酸、多肽等特殊底物的生物素标记方案设计与交付。

新工具打开新问题，好试剂让新问题更快被回答。如需探讨您的课题中生物素标记环节的优化，欢迎随时联系我们。

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