活细胞超分辨率成像的突破

爱丁堡的科学家已经开发出一种新的成像技术，可以惊人地揭示活细胞的内部工作原理，并且可以为更好地了解许多疾病铺平道路。新的超分辨率成像技术LIVE-PAINT提供了一种灵活而强大的方式来跟踪活细胞内的单个蛋白质，而不会破坏其活性。

改变游戏规则的进步可能会揭示疾病过程中涉及的蛋白质的行为以及健康所必需的蛋白质，从而对疾病产生新的见解。

现有的超分辨率技术受到限制，因为它们无法在活细胞内使用，需要复杂的仪器或涉及会干扰目标蛋白质的大型荧光分子融合而成。

爱丁堡大学的研究小组开发了LIVE-PAINT技术，并通过用很小的蛋白质分子(称为肽)标记目标蛋白质，在活酵母细胞中对其进行了测试。

该研究的资深作者，爱丁堡大学(University of Edinburgh's)的Lynne Regan教授解释说：“ LIVE-PAINT提供了一种使用很小的标签为超分辨率成像标记蛋白质的方法，从而最大程度地减少了标签影响蛋白质天然功能的机会。”生物科学学院。

然后，肽标签临时结合到另一种蛋白质上，这种蛋白质被称为肽结合蛋白，该蛋白与荧光蛋白融合。

这种可逆的结合驱动荧光蛋白与目标蛋白的重复结合，从而产生必要的闪烁以构建超分辨率图像。

该方法可以为运动神经元疾病，ALS和阿尔茨海默氏病等疾病提供新的见解，这些疾病的特征在于细胞内蛋白质聚集物的有害积累。

涉及聚集疾病的蛋白质很难使用现有的超分辨率方法进行研究，因为当直接融合到大型荧光蛋白上时，它们的行为通常会有所不同。

由于LIVE-PAINT仅需要融合小肽，因此该方法可用于研究活细胞中许多其他重要过程，而不会破坏它们的活性。

该方法可能首次允许对一组医学上重要的蛋白质(称为跨膜蛋白质)进行详细研究，而这是目前70%药物的目标。

跨膜蛋白嵌入在细胞周围的膜中，并起着至关重要的作用，例如神经细胞之间的信号传导，这些信号通常在被破坏时会导致疾病。

LIVE-PAINT方法是另一种超高分辨率技术的灵感来源-DNA-PAINT，该技术使用短DNA链将荧光分子与目标分子可逆地结合。

但是，DNA的短链是化学合成的，这意味着它们只能在细胞的外表面或破裂的死细胞中使用。

相比之下，在LIVE-PAINT中，所有成分都是使用细胞自己的蛋白质生产机制在细胞内制成的。

该研究的资深作者，爱丁堡大学化学学院的Matthew Horrocks博士说：“我们特别高兴的是，LIVE-PAINT的多功能性及其简单易用的实现方式意味着它不仅可供专家使用，而且可供许多人群使用。” 。

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