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活細胞中研究蛋白質行為的新技術
日期：2015-03-18 00:00:00
科學家們一直對細胞中的蛋白質互作有著濃厚的興趣，因為蛋白質互作可以揭示最基礎的生命功能，比如細胞分裂。歐洲分子生物學實驗室的科學家們開發了在活細胞中研究蛋白質行為的新技術，這項研究發表在三月十七日的Nature Biotechnology雜志上。這一技術首次允許人們實時跟蹤推動一個生物學過程的蛋白質網絡，可以用來研究特定疾病的發病機制，幫助制藥公司開發新的藥物靶標。
單分子檢測在生命科學領域有巨大的應用潛力，熒光相關光譜技術(FCS)就是其中之一。FCS誕生于上世紀七十年代，主要通過熒光標記在活細胞中研究生物分子的動態。FCS可以檢測和定位不同蛋白質的動態，這樣的數據具有很高的研究價值。不過FCS顯微分析相當麻煩，數據解讀也比較困難，目前還局限于少量蛋白的短期實驗。為此，EMBL的研究人員開發了高通量的FCS技術(HT-FCS)。HT-FCS可以實現自動化的篩選、延時數據獲取和數據分析，是在活細胞中研究蛋白質組動態的有力工具。
“這一方法可以節省大量的時間，”文章的共同作者Malte Wachsmuth解釋道，“之前研究者可能要花一天時間在少量細胞中觀察一個蛋白，而我們可以自動在數千個細胞中獲得數十個蛋白的數據。”為了展示HT-FCS的實用性，研究人員用該技術分析了53個核蛋白的動態。他們在一萬個人類活細胞中獲得了六萬個檢測值，并利用這些生理參數根據染色體結合和復合體形成情況對蛋白進行分類。
“我們將FCS開發成高通量技術，以便同時獲得大量蛋白的數據。這種能力對于研究生物學網絡很有幫助，因為生物學網絡通常包括幾十甚至幾百個組分，”Jan Ellenberg說。研究人員認為，高通量和穩健性能使HT-FCS得到廣泛的應用，幫助人們在活細胞中分析蛋白質網絡的動態。