Nature子刊：荧光蛋白计时器

　　

生物通报道  要想真正了解活细胞中蛋白质组的动态，就必须对蛋白质周转（protein turnover）以及蛋白质迁移（protein mobility）进行评估。通常这需要不止一种方法，然而现在一种新型的荧光蛋白计时器使得同时追踪蛋白质周转和移动变为可能。相关论文发布在近期的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。

早在十多年前就推出了荧光计时器蛋白；最初的计时器是随时间改变颜色的荧光蛋白，例如从绿色转变为红色。然而技术问题限制了其广泛的应用。

海德堡大学的Michael Knop 、Elmar Schiebel及同事们现在开发了一种基于两种不同颜色荧光蛋白融合的“串联”荧光计时器tFTs。构建tFTs有两个必要条件：两种荧光蛋白具有完全分离的发射光谱；它们发出的荧光具有不同且特定特征的动力学。计时器附着到目的蛋白上，翻译后整体半衰期由两个荧光部分的亮度比率所决定。tFT的概念是模块化的，使得具有特定性质的多种荧光蛋白计时器得以构建出来。

Knop-Schiebel小组设计的计时器是由单体红色荧光蛋白mCherry和蛋白超折叠绿色荧光蛋白sfGFP构成。mCherry的成熟半衰期大约是40分钟，而sfGFP则更快，通常为几分钟。因此构建体几乎在合成之后就变绿，却随着时间慢慢变红。

研究人员证实mCherry-sfGFP tFT,具有广泛的用途，从观测裂殖酵母有丝分裂过程中纺锤极体（spindle pole bod）和核孔复合物的遗传机制，到进行高通量筛选鉴别蛋白质周转的调控因子。mCherry-sfGFP tFT可用于追踪半衰期在10分钟至8小时的蛋白质。鉴于它们模块化的设计，tFTs可利用更快或更慢成熟的红色荧光蛋白构建用于报告快速事件例如转录突发（burst）或慢速事件例如分化。

通过将tFTs与全基因组蛋白质标记相结合，可以系统地分析整个蛋白质组的蛋白质动力学。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Tandem fluorescent protein timers for in vivo analysis of protein dynamics

The functional state of a cell is largely determined by the spatiotemporal organization of its proteome. Technologies exist for measuring particular aspects of protein turnover and localization, but comprehensive analysis of protein dynamics across different scales is possible only by combining several methods. Here we describe tandem fluorescent protein timers (tFTs), fusions of two single-color fluorescent proteins that mature with different kinetics, which we use to analyze protein turnover and mobility in living cells. We fuse tFTs to proteins in yeast to study the longevity, segregation and inheritance of cellular components and the mobility of proteins between subcellular compartments; to measure protein degradation kinetics without the need for time-course measurements; and to conduct high-throughput screens for regulators of protein turnover. Our experiments reveal the stable nature and asymmetric inheritance of nuclear pore complexes and identify regulators of N-end rule–mediated protein degradation.