來源：《中國科學(xué)報》第4版 綜合
發(fā)布時間：2022-08-17
本報訊（見習(xí)記者孫丹寧）近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員徐兆超團隊發(fā)展了聚集體調(diào)控探針，解決了以往蛋白標(biāo)簽熒光探針在超分辨成像應(yīng)用中缺乏對多種細胞器通用性標(biāo)記的問題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《聚集體》。
納米尺度下細胞器與亞細胞器動態(tài)行為的監(jiān)測與解析對于生命進程的解密至關(guān)重要。徐兆超團隊前期針對溶酶體內(nèi)酸性微環(huán)境設(shè)計合成了溶酶體自閃染料，并借助單分子定位顯微鏡（SMLM）實時監(jiān)測了溶酶體運動并發(fā)現(xiàn)4種溶酶體間相互作用模式，針對脂滴內(nèi)部高度疏水環(huán)境設(shè)計了緩沖脂滴探針，實現(xiàn)了脂滴的穩(wěn)定超分辨成像并發(fā)現(xiàn)脂滴融合的新模式。該團隊構(gòu)建的SNAP蛋白標(biāo)簽探針還克服了傳統(tǒng)線粒體探針易受電位波動而脫靶的問題，實現(xiàn)了對線粒體的穩(wěn)定標(biāo)記和動態(tài)超分辨成像。
然而，蛋白標(biāo)簽熒光探針依然面臨細胞滲透性差的問題，特別是探針在細胞內(nèi)局域分布使得單一探針難以具有對多種細胞器廣譜性標(biāo)記的性能。對此，該團隊發(fā)展了具有“單體—二聚體—聚集體”多體系動態(tài)調(diào)控的SNAP蛋白標(biāo)簽探針BGAN-Aze，該探針在細胞外形成熒光淬滅的納米聚集體而具有快速穿透細胞膜和在細胞內(nèi)廣泛分布的能力，在細胞內(nèi)以單體的形式與目標(biāo)蛋白共價連接，并伴隨熒光的恢復(fù)，最終實現(xiàn)細胞內(nèi)多種細胞器選擇性熒光識別與細胞器亞結(jié)構(gòu)的動態(tài)超分辨成像。
此外，研究發(fā)現(xiàn)BGAN-Aze為不帶電荷的中性分子，可保持高度的細胞滲透性與生物相容性，能夠?qū)崿F(xiàn)納米尺度下對細胞膜、線粒體、細胞核等多種細胞器亞結(jié)構(gòu)的長時間追蹤。
該探針基于遺傳編碼技術(shù)，實現(xiàn)了細胞內(nèi)多種細胞器選擇性熒光識別的廣譜應(yīng)用性，并且實現(xiàn)了細胞器亞結(jié)構(gòu)的動態(tài)超分辨成像，進而揭示了多種未見報道的細胞器結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，為進一步研究不同細胞器的功能提供工具。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/agt2.258
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