生命科學(xué)學(xué)院孫育杰課題組率先實現(xiàn)在亞衍射細(xì)胞空間觀察和追蹤蛋白相互作用

時間：2014-09-18 11:04  作者：  來源：生命科學(xué)學(xué)院

生命科學(xué)學(xué)院孫育杰課題組近日在《自然 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“Super-resolution imaging and tracking of protein–protein interactions in sub-diffraction cellular space”的文章，報道了其最新研發(fā)的觀測蛋白相互作用的成像技術(shù)雙分子熒光互補—光激活定位顯微術(shù)（BiFC-PALM），及其在揭示蛋白—蛋白相互作用在亞衍射細(xì)胞空間分布和運動規(guī)律方面的應(yīng)用。

直接觀測活細(xì)胞內(nèi)蛋白—蛋白相互作用極其重要但技術(shù)方面非常困難，這主要是由于沒有相互作用的蛋白會帶來極強的背景干擾。超分辨成像雖然突破了衍射極限，但是雙色超分辨成像依然受此干擾的制約而不能準(zhǔn)確識別分子間相互作用以及對其動態(tài)過程的追蹤。

孫育杰課題組報道了一種結(jié)合雙分子熒光互補（BiFC）和光激活定位成像（PALM）的方法。該方法借助由特異的蛋白相互作用互補形成的光轉(zhuǎn)換熒光蛋白mEos 3.2，通過光激活定位成像實現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)特異的超高分辨蛋白—蛋白相互作用的觀察，將空間分辨率由傳統(tǒng)熒光成像的200納米左右推進(jìn)到了約25納米，并且實現(xiàn)了單蛋白對的實時追蹤并達(dá)到了20毫秒的時間分辨率。

該課題組應(yīng)用此方法研究大腸桿菌內(nèi)高豐度蛋白細(xì)菌骨架蛋白MreB和翻譯延伸因子EF-Tu的相互作用，并觀察到了極為有趣的依賴于亞細(xì)胞定位的運動模式。揭示了MreB–EFTu互作在細(xì)菌形態(tài)維持方面的重要作用。這也是第一次實現(xiàn)在亞衍射極限內(nèi)觀察高密度的蛋白—蛋白相互作用。

該方法無論是在研究蛋白—蛋白相互作用方面還是超分辨成像方面都具有非常好的原創(chuàng)性，并為此方向相關(guān)研究提供了極大的便利。

論文的第一作者是生命科學(xué)學(xué)院生物動態(tài)光學(xué)成像中心博士研究生劉振，論文的通訊作者是生命科學(xué)學(xué)院生物動態(tài)光學(xué)成像中心研究員孫育杰。