研究獲得系列具光開關功能綠色熒光蛋白




 
研究獲得系列具光開關功能綠色熒光蛋白  
 

 

來自中科院生物物理研究所,北京大學等處的研究人員發表了題為“A unique series of reversibly switchable fluorescent proteins with beneficial properties for various applications”的文章,通過一種光轉化熒光蛋白mEos2的隨機突變,獲得了一系列具有光開關功能的綠色熒光蛋白,這將改善了現階段光開關熒光蛋白(RSFP)發展滯后、品種單一的問題。相關成果公布在美國《國家科學院院刊》(PNAS)雜志上。

 

文章的通訊作者是中科院生物物理研究所徐平勇研究員和徐濤研究員,其中徐濤研究員早年畢業于華中科技大學,目前主要從事胰島素儲存囊泡分泌過程中的蛋白質相互作用和胞內第二信使對分泌的調控作用;葡萄糖轉運體在脂肪細胞內轉運和上膜機制的研究;細胞內Ca2+信號的自穩平衡和對分泌的調控作用等方面的研究。

 

近年來,隨著新型熒光探針和成像方法的改進,光學成像的分辨率得到了極大的改進。但是與傳統的光不敏感熒光蛋白(比如GFP,RFP)領域相比較,可逆光轉化熒光蛋白RSFP的發展較為滯后,品種極其單一?,F有的發綠色熒光的RSFP僅僅有Dronpa家族的幾個蛋白和剛剛開發出來的rsEGFP。而Dronpa在進行PALM/STROM成像時,單個分子所發出的光子數比較低,成像分辨率差。

 

徐濤課題組通過一種光轉化熒光蛋白mEos2的隨機突變,獲得了一系列具有光開關功能的綠色熒光蛋白,命名為mGeos。這些熒光蛋白都可以被405 nm激光所激活,被488 nm激光關閉,并且可以反復開關多次。新型光開關熒光蛋白mGeos-M, C, L, S, F and E都具有非常良好的熒光亮度,最亮的mGeos-C的亮度相當于EGFP的1.86倍(熒光蛋白亮度用消光系數和量子產率的乘積來表示);mGeos-E同時具有光控開關和pH值敏感性,類似于熒光蛋白pHluorin。

 

借助(F)PALM/STORM平臺,徐濤課題組還深入研究了新型熒光蛋白的單分子性質。結果發現,新型熒光蛋白mGeos-M擁有十分優秀的單分子性質,是目前已知的單分子釋放出的光子數最多的綠色熒光蛋白,其單分子的定位精度可以達到10 nm左右。(F)PALM/STORM成像發現,與傳統的熒光蛋白Dronpa相比,mGeos-M標記的微絲效果更好。

 

這項研究改善了現階段光開關熒光蛋白(RSFP)發展滯后、品種單一的問題。其中的mGeos-M因其具有十分優秀的單分子特性,有望成為替代Dronpa的新一代超高分辨率顯微成像分子探針。(來源:生物通)

 

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PNAS發表論文摘要(英文)

 

 

 

 

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