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活细胞中研究蛋白质行为的新技术

日期:2015-03-18 00:00:00

科学家们一直对细胞中的蛋白质互作有着浓厚的兴趣,因为蛋白质互作可以揭示最基础的生命功能,比如细胞分裂。欧洲分子生物学实验室的科学家们开发了在活细胞中研究蛋白质行为的新技术,这项研究发表在三月十七日的Nature Biotechnology杂志上。这一技术首次允许人们实时跟踪推动一个生物学过程的蛋白质网络,可以用来研究特定疾病的发病机制,帮助制药企业开发新的药物靶标。

 
单分子检测在生命科学领域有巨大的应用潜力,荧光相关光谱技术(FCS)就是其中之一。FCS诞生于上世纪七十年代,主要通过荧光标记在活细胞中研究生物分子的动态。FCS可以检测和定位不同蛋白质的动态,这样的数据具有很高的研究价值。不过FCS显微分析相当麻烦,数据解读也比较困难,目前还局限于少量蛋白的短期实验。为此,EMBL的研究人员开发了高通量的FCS技术(HT-FCS)。HT-FCS可以实现自动化的筛选、延时数据获取和数据分析,是在活细胞中研究蛋白质组动态的有力工具。
 
“这一方法可以节省大量的时间,”文章的共同编辑Malte Wachsmuth说明道,“之前研究者可能要花一天时间在少量细胞中观察一个蛋白,而大家可以自动在数千个细胞中获得数十个蛋白的数据。”为了展示HT-FCS的实用性,研究人员用该技术分析了53个核蛋白的动态。他们在一万个人类活细胞中获得了六万个检测值,并利用这些生理参数根据染色体结合和复合体形成情况对蛋白进行分类。
 
“大家将FCS开发成高通量技术,以便同时获得大量蛋白的数据。这种能力对于研究生物学网络很有帮助,因为生物学网络通常包括几十甚至几百个组分,”Jan Ellenberg说。研究人员认为,高通量和稳健性能使HT-FCS得到广泛的应用,帮助人们在活细胞中分析蛋白质网络的动态。

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