纳米尺度时空聚类分析揭示内源蛋白构象特异性动态分布

【编辑推荐】研究人员开发了荧光胞内抗体定位显微成像方案，通过单域纳米抗体（nanobodies）捕获内源蛋白构象亚群，结合单粒子追踪（SPT）和新型时空索引聚类算法，实现了活细胞内蛋白质纳米簇动态的定量解析。该开源工具可提取空间/时间维度动态指标，为研究蛋白质构象依赖性分布及亚细胞区室功能机制提供2-4天快速解决方案。

　　

超分辨显微技术（super-resolution microscopy）的革命性进展，使得科学家们能够在纳米尺度解析生物结构与动态过程。最新单粒子追踪技术（single-particle tracking, SPT）的突破，特别是荧光胞内抗体定位显微术（fluorescent intrabody localization microscopy），通过特异性识别蛋白构象的单域纳米抗体（single-domain nanobodies），不仅能追踪活细胞内源蛋白质的运动轨迹，还能区分其构象亚群。

该方案详细描述了如何对表达蛋白和靶向内源蛋白的纳米抗体进行单分子成像，并配套开发了基于时空索引（spatiotemporal indexing）的纳米簇分析流程。这套开源工具配备用户友好界面，可从SPT数据中提取包括空间分布、时间演化在内的多维动态参数，首次实现了蛋白质构象特异性纳米簇行为的系统量化。

整套技术将单分子追踪与时空聚类分析深度融合，仅需2-4天即可完成从实验到数据分析的全流程。研究者借此能精确描绘蛋白质在亚细胞区室中的纳米级精确定位，并揭示其构象依赖性聚类规律。该方案适用于具有超分辨显微技术基础的研究人员，为探索蛋白质功能调控的分子机制提供了全新维度的方法学支持。