2014值得关注的技术:迷你的胞内探针

【字体: 时间:2014年01月09日 来源:生物通

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  2013年末,《Nature Methods》杂志将年度技术授予了单细胞测序(single-cell sequencing)。同时,杂志还介绍了2014年值得关注的技术,包括CRISPR和基因组编辑、神经学工具、原位测序、单粒子低温电子显微镜等。

2013年末,《Nature Methods》杂志将年度技术授予了单细胞测序(single-cell sequencing)。同时,杂志还介绍了2014年值得关注的技术,包括CRISPR和基因组编辑、神经学工具、原位测序、单粒子低温电子显微镜等。

追踪小的分子并干扰其活性对了解活细胞如何工作很有用。随着显微镜分辨率的提高,更多细胞进入到我们的视线。在这一背景下,选择合适的探针就更为关键。于是,《Nature Methods》将目光投向一些细胞内的迷你粘合剂(mini-binders),认为它们值得关注。

对于细胞内蛋白的探针而言,什么最关键?首先,它们应当是目标特异的。其次,不干扰蛋白的功能、定位或表达。此外,它们还应该足够小,这样才能接近角落中的蛋白。研究人员认为,遗传编码的探针是首选,因为它们能轻松导入特定细胞或靶定细胞器。

针对这些要求,研究人员开始将注意力转向胞内抗体和适体。胞内抗体(intrabody)是指在细胞内表达并作用于细胞内组分的抗体。它们可从一些天然产生极小抗体的动物(如骆驼或鲨鱼)中获得,也可经大的哺乳动物抗体改造而来。适体(aptamer)是指与特定的目标分子结合的寡聚核酸或是肽链。适体常常从大量的随机序列被挑选出来,但天然的适体依旧存在如核糖开关中。

编码这些迷你粘合剂的基因可与其他遗传编码的元件或蛋白相融合,以监控或扰乱细胞内的组分和过程。美国南加州大学的研究人员就在《Neuron》报道了这样的成果。他们将胞内抗体与神经突触蛋白相结合,实时观察活神经元的突触。这使得研究人员首次观察到兴奋性和抑制性的突触。

瑞士巴塞尔大学的研究人员也开发出一种遗传编码的方法,来快速去除真核生物遗传体系中的绿色荧光蛋白(GFP)。这种基于纳米抗体的方法是通用的,因为它依赖进化上高度保守的真核功能-泛素通路。纳米抗体也被加州大学的研究人员所采用,来分析G蛋白偶联受体(GPCR)的动态构象变化。

此外,哈佛大学医学院的研究人员还以GFP为支架,将不同的分子组件组合在一起,驱动基因表达。他们以结合GFP的纳米抗体为基础,构建出一系列嵌合蛋白或融合蛋白结构域。当两种这样的融合蛋白被导入到细胞时,GFP将它们结合在一起,从而触发这些融合蛋白的相互依赖的活性。

《Nature Methods》编辑Erika Pastrana认为,这些探针的进一步优化将使其应用更方便、更广泛。鉴于它们的独特性质,这些迷你粘合剂无疑是生物学实验中大有前途的工具。(生物通 薄荷)

原文检索

Intracellular mini-binders

Nature Methods 11, 30 (2014) doi:10.1038/nmeth.2780

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