幾十年來,科學(xué)家們巧妙地運用免疫系統(tǒng)追蹤入侵病原體的天然
抗體和其選擇性標記機制來設(shè)計基于抗體的各種探針,研究
細胞內(nèi)不同類型的
蛋白質(zhì)。*行之有效的一種技術(shù)名叫抗原表位標記(epitope tagging),抗原表位與目標蛋白融合,再使用熒光標記抗體使蛋白質(zhì)可見。然而,這種技術(shù)只能觀察固定的死細胞。
現(xiàn)在,科羅拉多州立大學(xué)和東京理工學(xué)院的跨學(xué)科團隊為抗原探針庫制作了一個新工具——可用于活細胞的基因編碼探針。研究成果發(fā)表在7月3日的《Nature Communications》。
Stasevich實驗室的博后學(xué)者Ning Zhao是這項技術(shù)的主要發(fā)明人,他們設(shè)計的新型抗體探針被親切地稱為“弗蘭肯體(Frankenbody)”,因為它就像著名小說《弗蘭肯斯坦》中描寫的科學(xué)怪人?茖W(xué)家們提取了正?贵w的結(jié)合區(qū),即“粘性部分”,然后再將它們移植到不同支架上,從而在活細胞中保持穩(wěn)定且保留抗體特異性。
“你直接可以把它當做活細胞成像試劑,”生物化學(xué)和分子生物學(xué)系助理教授Stasevich說。“不需要綠色熒光蛋白這些標簽,它本身就是一種能與你的目標蛋白結(jié)合的熒光抗體。”
身披諾獎榮耀的綠色熒光蛋白是一種被廣泛使用的生化工具。然而,GFP尺寸相對較大,發(fā)光時間也受到一定的限制。新探針體積變小了,發(fā)光速度變快了,因此可以實時捕獲目標蛋白的生成。
研究人員使用經(jīng)典的HA標簽測試了新工具。HA是一種小型線性表位標記,來源于人流感病毒蛋白凝血素的組成部分。“很長時間以來,我們一直在固定的、死亡的細胞中觀察HA標記蛋白,”Stasevich說。“現(xiàn)在我們看到了這些蛋白在活細胞中的動態(tài)。”
未來他們還計劃利用新探針來開展新型RNA成像實驗。傳統(tǒng)的抗體價格不菲(通常一個訂單需花費數(shù)百美元),而且存在很多變異性,很難進入細胞。因此,Stasevich認為他們的新探針為蛋白質(zhì)和RNA翻譯成像提供了一種低成本的解決方案。
在本文中,科學(xué)家已經(jīng)展示了一些應(yīng)用,包括單蛋白追蹤、單RNA翻譯成像和斑馬魚胚胎的放大熒光成像。所有這些實驗對傳統(tǒng)的熒光蛋白標簽都很有挑戰(zhàn)性。