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Nat Med:2016年值得关注的技术-新蛋白标记

2016/01/06 来源:生物帮
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导读
今年第一期《Nature Methods》评出了2015的年度技术——单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)。除此之外,该杂志还对一些热门技术进行了一番展望,其中之一就是细胞内蛋白标记。

今年第一期《Nature Methods》评出了2015的年度技术——单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)。除此之外,该杂志还对一些热门技术进行了一番展望,其中之一就是细胞内蛋白标记。


荧光化学染料相对较小,具有很好的光物理性质和光谱跨度。这些特性使荧光染料特别有吸引力,有望替代荧光蛋白进行蛋白标记。研究者们正在积极开发相应的工具,在活细胞中用染料标记目的蛋白。

对于绝大多数应用来说,荧光染料需要能够实现特异性的标记。现在已经有一些工具能做到这一点,比如SNAP和Halo标签、FlAsH和ReAsH、和hexahistidine标签。这些工具主要使用能特异性结合相应染料的小蛋白或多肽,对靶蛋白进行标记。还有一种方法是在蛋白翻译过程中掺入非天然氨基酸,这些非天然氨基酸本身就发荧光,或者可以通过点击化学(click chemistry)发出荧光。

虽然这些方法越来越受欢迎,但它们也遇到了一些问题。举例来说,荧光染料在多重成像中用处有限,能跨越活细胞膜的染料标记效率低、数量少、质量差。这类染料的开发目前是一个相当活跃的研究领域。毫无疑问,未来人们将大大增强荧光染料的标记效率,这会进一步提高定量成像的能力。可用染料将得到显著改进,这会增加多重化,减少成像所需的光。全新的蛋白标记方法也将出现在人们眼前。

特异性蛋白标记有助于在固定细胞和活细胞中进行超高分辨率成像。当分辨率接近几十纳米的时候,标记造成的问题就会凸现出来。举例来说,用抗体进行标记会使目标结构增加约10nm,而二抗会进一步增大检测目标。为了解决这一问题,不少研究者正在开发纳米抗体(nanobodies)。纳米抗体是人们用基因工程方法克隆重链抗体可变区得到的单域抗体。与传统IgG抗体相比,纳米抗体具有分子质量小、容易生产、稳定性好、抗原结合力高等特点。

我们相信,新的一年会有更多更好的蛋白标记策略涌现出来,让显微成像登上一个新的台阶。

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