新探针解开数十年细胞膜谜团

　　

生物通报道：科学家们早在二十五年前就推测细胞膜具有筏结构域（raft domains），但一直没能真正看到它们的存在。日本、印度和美国的研究人员使用自己开发的荧光探针，首次在活细胞中向人们展示了筏结构域的真实动态。这一突破性成果发表在本周的Nature Chemical Biology杂志上。

神经节苷脂（gangliosides）被认为在许多生物学过程中起到了关键性作用，包括筏结构域形成、毒素进入细胞和化学信号接受。由于缺乏精确跟踪这种分子的探针，人们至今对神经节苷脂的作用机制还知之甚少。研究人员为此合成了四个完整的神经节苷脂，这些神经节苷脂的特定位点带有荧光标记。

研究人员将自己开发的探针与高清成像技术结合起来，直接观察了神经节苷脂在活细胞内的行为。研究显示，神经节苷脂与胆固醇、CD59共同形成筏结构域。CD59是一种特殊的受体蛋白，称为GPI锚定蛋白。

这项研究建立了筏结构域的动态概念。研究表明，筏结构域的组分在几十毫秒内完成自己的任务，然后快速赶赴下一项工作。一般技术很难发现这样的动态行为，因此人们过去从未真正看到筏结构域。

细胞内的所有生物学过程基本上都是蛋白质控制的。在蛋白序列中填入一个发荧光的结构域（比如绿色荧光蛋白GFP），是成像细胞内蛋白的主要方式。在一般荧光显微镜下，带GFP结构域的单个蛋白是很暗淡的，但添加太多GFP结构域又会让蛋白变得过大。Tanenbaum为此开发了SunTag技术。他在目的蛋白中加入多个拷贝（多达24个）的多肽表位，然后将这个蛋白与能识别该表位的荧光抗体共表达。这一技术发表在近期的Cell杂志上。（更多信息请参见：Cell：更明亮的蛋白标记系统）

蛋白质一般通过互作来执行正常的生物学功能，检测蛋白互作是理解正常和异常细胞过程的关键。Alberta大学的Robert E. Campbell领导团队，开发了一种在活细胞中检测和成像蛋白互作的新技术。这一方法能将生化过程转化为很容易观察到的颜色改变，帮助细胞生物学家和神经科学家解决各种各样的问题。这项研究发表在Nature Methods杂志上，北大生科院的张研（Yan Zhang）教授和Jiao Li参与了这项研究。（更多信息请参见：北大参与发表Nature Methods突破性技术）

霍华德•休斯医学研究所的科学家们开发了一个革命性的新工具，可以在动物大脑中永久性标记神经元活动。在神经元激发钙离子流入时，这个工具（荧光蛋白CaMPARI）会从绿色变为红色。此前，研究者们需要在正确的时间用显微镜聚焦正确的细胞才能观察到神经元活动，现在这个永久性的荧光标记为他们带来了解放。CaMPARI能够超越显微镜视场的限制，帮助人们分析大范围脑组织的神经活动。这个新工具还允许人们在更复杂的行为中成像神经活动，因为它可以用于自由活动的动物。（更多信息请参见：Science发布革命性荧光标记技术）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Now, researchers can begin to investigate further how toxins, bacteria and viruses invade cells through these raft domains.