病毒必须利用宿主细胞的细胞器进行mRNA翻译，以生成子代病毒。真核细胞可以快速、可逆地微调蛋白质的生产，以应对环境或细胞状态的变化，只有当mRNA被定向到特定区域或受到局部刺激时，才会发生特定mRNA翻译。因此，翻译调控是病毒基因组表达调控程序的重要组成部分，了解翻译的时空调控对于理解病毒感染和相关致病机制至关重要。单分子示踪技术使研究人员能够在活细胞中实时监测单个mRNA分子上翻译活动的瞬时动态，并获得翻译位点的准确空间信息，这为了解翻译调控的时空机制提供重要手段，大大推进了人们对细胞内翻译调控的理解。

近日，南开大学的刘书琳研究员（庞代文教授课题团队）开发了一种可原位自组装的、基因编码RNA纳米拉链探针，通过基因编码表达探针，实现了对单个病毒mRNA翻译的实时成像。

该纳米拉链结构由两个互补的片段组成，每个片段都附加了一个特定的识别段。当两个互补片段在细胞中进行基因编码时，病毒mRNA转录物会招募分裂的适配体并使两个片段接近，从而产生三个DFHBI-1T活性结合位点并开启荧光，从而实现对单个病毒mRNA的原位标记和实时成像。纳米拉链的高亮度和良好的光稳定性使单个mRNA分子的实时成像具有背景干扰低和灵敏度高等优势，可以满足在保留翻译位点的精确空间信息的前提下对活细胞中单个病毒mRNA分子翻译活动的瞬时动态进行实时监测。

随后，该团队对细胞进行了连续成像并量化了单个mRNA分子的纳米拉链信号。结果显示，mRNA的翻译状态随着时间的推移有很大的波动，最初与mRNA结合的纳米拉链在翻译过程中逐渐移位导致纳米拉链的绿色荧光慢慢消失，而由于与荧光蛋白结合的PP7序列位于非编码区，荧光蛋白的红色荧光信号保持不变。当细胞被翻译抑制剂CHX或Puro处理后并没有观察到纳米拉链信号的如此大的波动，这表明纳米拉链信号的变化是由翻译启动和/或延伸的变化引起的，而不是由光漂白引起的。通过实时量化单个mRNA分子的纳米拉链信号，可以对单个病毒mRNA的翻译延伸率进行测量。

该纳米拉链不仅可以直接在mRNA翻译部位对翻译事件进行可视化，还能提供病毒mRNA的空间动态和翻译延伸率的信息。此外，该方法还提供了一种与内源性mRNAs结合成像的潜在方式，为研究活细胞中翻译的动态调节和相关机制提供了新的手段。