報道了一種新型的雙色光激活熒光蛋白，這種融合蛋白能夠在表達(dá)標(biāo)志物的細(xì)胞中持續(xù)發(fā)出紅色熒光，而綠色熒光只有在405-nm光激發(fā)下才會發(fā)出。盡管它能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的動力學(xué)時空分析，但它也有個缺點：蛋白過大。實驗中常用的GFP同樣有這個缺點。一旦熒光探針過大，它們就有可能干擾蛋白的正常功能，或妨礙它們到達(dá)目的地。

一直以來，科學(xué)家們也在嘗試尋找一種更佳的方法來標(biāo)記蛋白。如今，麻省理工學(xué)院（MIT）的化學(xué)系的助理教授Alice Ting及其同事提出了一種新方法來克服傳統(tǒng)熒光蛋白的缺陷，他們給蛋白標(biāo)上更小的探針。此探針允許蛋白執(zhí)行正常的功能，為科學(xué)家提供機會去了解以前未曾見過的活性。此項新技術(shù)名為PRIME（酶介導(dǎo)的探針摻入），發(fā)表在本周的《PNAS》上。

自1962年從水母中分離出來，GFP已經(jīng)成為現(xiàn)代生物科學(xué)zui重要的工具之一。科學(xué)家將GFP與目的基因融合，追蹤了過去看不見的蛋白，了解了細(xì)胞分裂和代謝等過程。然而，238個氨基酸的GFP卻干擾了一些蛋白的功能，比如肌動蛋白actin。此蛋白參與了細(xì)胞分裂、運動及通訊。然而研究人員發(fā)現(xiàn)，與GFP的融合對肌動蛋白的功能和運輸有著不利影響。

為了克服這些缺陷，Ting及她的學(xué)生使用了一種比GFP小得多的藍(lán)色熒光探針。與GFP不同的是，新探針一開始并不與目的蛋白相連。它是在后來通過一種全新的酶而附在蛋白上。

這種全新的酶被稱為熒光基團連接酶。研究人員在導(dǎo)入目的基因的同時也將編碼這種酶的基因?qū)爰?xì)胞。他們還在目的基因上加上了一個短的標(biāo)簽（13個氨基酸），此標(biāo)簽讓連接酶識別蛋白。當(dāng)7-香豆素這種藍(lán)色熒光探針進(jìn)入細(xì)胞后，連接酶將它與目的蛋白上的短標(biāo)簽相連。

使用這種方法后，標(biāo)有熒光探針的肌動蛋白能在細(xì)胞中自由游走，并穿過細(xì)胞核。

研究人員還展示了此方法能應(yīng)用與細(xì)胞內(nèi)特定區(qū)域的蛋白，比如細(xì)胞核、細(xì)胞膜或細(xì)胞溶質(zhì)。在連接酶上加入一段信號肽，指導(dǎo)它到達(dá)特定區(qū)域。之后，酶將熒光探針與此區(qū)域的蛋白相連。

MIT的研究小組目前正在研究這種酶是否能夠作用于其它類型的探針。Ting正在申請此項技術(shù)的，并計劃將其商業(yè)化，從而在更大范圍內(nèi)推廣。

原文檢索：

”A fluorophore ligase for site-specific protein labeling inside living cells.” Chayasith Uttamapinant, Katharine A. White, Hemanta Baruah, Samuel Thompson, Marta Fernádez-Suárez, Sujiet Puthenveetil, and Alice Y. Tin. Proceedings of the National Academy of Sciences.