细胞成像变得更容易科学家修改蛋白质以表现出最短的荧光发射波长

想象一下在视觉上跟踪分散在整个体育场内的五个人的难度。研究人员通过同时跟踪许多不同的细胞因子来完成更惊人的壮举，但他们需要一个扩展的荧光工具包来提高当前的能力。

现在，在最近发表在CommunicationsBiology上的一项研究中，大阪大学SANKEN(科学与工业研究所)的研究人员对一种蛋白质进行了基因改造，使其表现出目前可用的最短荧光发射波长。

荧光是在显微镜下观察细胞内部运作的常用方法。例如，感兴趣的生物分子可以在基因上附加荧光蛋白(荧光团)，该荧光蛋白会发出特定颜色(波长)的光。

通过在不同类型的生物分子上附加不同的荧光团，每一种都发出不同波长的光，人们可以同时识别和追踪所有这些不同的生物分子。扩大可能的发射波长范围可以扩大可以同时跟踪的生物分子的数量。这是研究人员试图解决的问题。

“荧光蛋白的短发射波长限制在过去10年里一直保持不变，”主要作者KazunoriSugiura解释说。“这是因为以前的研究人员通常专注于对绿色荧光蛋白突变体的一种氨基酸进行微小的改变。”

大阪大学的研究人员转而专注于优化荧光中心(即发色团)与周围水分子和氨基酸之间的相互作用。通过阻碍发色团的电离和稳定水合作用，生成的荧光团(称为Sumire)表现出几个值得注意的荧光特性：(1)414纳米发射，创下新纪录;(2)亮度几乎是最先进技术的四倍;(3)pH5.5–9.0的稳定发射，涵盖了大多数细胞中的大部分pH范围。

“我们还在Sumire和常见的商业蛋白质荧光团之间实现了荧光共振能量转移，这是一种常见的生物分子成像技术，”资深作者TakeharuNagai说。“这进一步说明了Sumire与现代多参数分析的兼容性。”

这项工作通过以前所未有的方式修改荧光蛋白的发色团，成功地利用基因工程扩展了细胞成像工具包。大阪大学研究人员的方法将有助于进一步扩大工程蛋白可获得的荧光波长范围，这将帮助研究人员发现对正常健康和疾病很重要的生物学原理。