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基因就如同開關一樣，知道哪些基因開啟，對于疾病的治療和監控至關重要。美國加州理工學院研究人員23日在《自然·通訊》雜志線上版發表論文稱，他們開發出一種新方法，使用常見的核磁共振成像（MRI）技術，即可觀察到體內細胞的基因表達情況。
在MRI過程中，體內氫原子（大多包含在水分子和脂肪中）被電磁波照射后會形成共振，隨后釋放信號，據此可創建大腦、肌肉和其他組織的圖像。醫生會利用該技術來觀察人體組織的結構診斷病情，但目前還很少有人用它來觀察特定細胞的活動情況。
此次，為創建觀察特定細胞基因表達的新手段，研究人員將目標瞄向了水通道蛋白。這種蛋白在細胞膜上組成“孔道”，像守門員一樣控制著水分子進出細胞。他們發現，增加細胞中水通道蛋白的數量，通過彌散加權MRI，可使這一細胞在圖像中顯得更加突出。隨后，研究人員將水通道蛋白與他們感興趣的特定基因起來，得到報告基因——一種編碼可被檢測的蛋白質基因。這意味著當這一特定基因被打開時，細胞會過度表達水通道蛋白，彌散加權成像后，細胞在圖像中便會更暗一些。他們利用這一手段成功監測了小鼠大腦腫瘤的基因表達情況。
研究人員指出，開發有效的MRI報告基因是生物醫學成像領域的“圣杯”，它會讓非侵入性觀察細胞功能成為現實。以前開發的MRI報告基因有著諸多限制，并不適用于所有人體組織。而此次研究表明，水通道蛋白是開發MRI報告基因的有效工具。水通道蛋白是人體自然產生的，不會引起免疫反應，其過度表達不會對細胞造成負面影響。在正常條件下，水通道蛋白增多后，進出細胞的水分子的數量也是一樣的，細胞的含水量不會改變。
研究人員表示，目前這一方法雖僅在小鼠實驗中取得成功，但其未來臨床應用的潛力巨大。
