Fucci:活细胞周期成像技术

【字体: 时间:2008年12月03日 来源:新华网

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  虽然体内成像具有结果直观,灵敏度高等优点,但是仍然有一些技术瓶颈需要攻克,尤其是荧光蛋白的应用。今年日本RIKEN 脑科学研究所(RIKEN Brain Science Institute)的研究人员建立了一种新的蛋白检测技术,能对活细胞周期进行实时成像监控。

  

生物通报道:体外荧光显微技术一直以来都是现代生命科学研究的基础之一:给荧光基团配上一个合适的配体,比如抗体或者量子点(quantum dot),然后将其与组织样品或者细胞培养物一起温育,最后加上光照,这样标记的分子就能通过显微镜显示出来。但是体外方法有一个“致命伤”——不能在天然环境下描绘生物过程,因此研究人员逐渐从体外观测转向对体内生物体过程的研究。

然而虽然体内成像具有结果直观,灵敏度高等优点,但是仍然有一些技术瓶颈需要攻克,尤其是荧光蛋白的应用。今年日本RIKEN 脑科学研究所(RIKEN Brain Science Institute)的研究人员建立了一种新的蛋白检测技术,能对活细胞周期进行实时成像监控。

传统的的细胞周期探测方法需要进行细胞固定,或细胞需具有功能以便对在细胞内经荧光标记的蛋白质进行定位。后一种方法可以很好地用于单层培养的细胞,因为这样的细胞内的蛋白质定位是很容易的,但是并不能够用于体内的三维环境。

为了更明白直接的了解细胞周期,研究人员将红色荧光蛋白以及绿色荧光蛋白结合到E3酶底物、Cdt1和蛋白Geminin上,从而得到了双色荧光探针,来分辨活细胞处于细胞周期的哪一阶段。结果发现,表达这些探针的细胞以及转基因小鼠的每一个细胞核都发出红色或绿色的荧光。

这种方法的研究基础是一个与荧光蛋白融合的蛋白质经过泛素化修饰,并发生自杀行为时,那些与之相连的荧光蛋白同样发生了死亡。这样研究人员得到了一种蛋白检测的新方法:“Fucci”,意为荧光泛素化为基础的细胞周期指示剂(fluorescent ubiquitination–based cell-cycle indicator)。

这种方法是进行细胞分析的好工具。例如,将表达有Fucci的肿瘤细胞和非肿瘤细胞注射到裸鼠体内,就可以监测到肿瘤细胞在裸鼠体内继续增殖,而非肿瘤细胞则停止生长。Fucci还可以使研究者观察到细胞周期特异时间点上的肿瘤细胞进展情况。

Atsushi Miyawaki博士表示,“我们已经开始将Fucci应用到筛选抗癌药物,以及这些药物对肿瘤细胞分裂以及迁移的研究中了。”

目前这一方法正延伸其应用范围,Fucci系统是最好的一种监测细胞周期的荧光蛋白技术,甚至对于在细胞成像方面不擅长的研究人员而言,都可以简便的完成活细胞实验。

(生物通:万纹)

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